基于VRML的虚拟三维室内设计及人物漫游技术

为了实现用户交互,并且可扩展的平台设计,使用户以自身的意愿进行室内设计,分析基于VRML的虚拟三维室内设计和人物漫游技术。文中在对VRML的使用领域,虚拟环境漫游理论基础及背景知识分析的基础上,阐述创建三维场景的关键技术,提出通过实例使用技术实现虚拟场景对象的创建。通过VRML结合ASP技术实现通信,从而实现部分场景的漫游,得到基于VRML虚拟三维室内设计和人物漫游的构想。所设计的系统中,不同用户使用不同账号可实现注册登录,利用各自Brower实现场景虚拟漫游。最后,对设计的虚拟三维室内系统和人物漫游进行测试,结果表明其能够满足预期目标。

基于虚拟现实技术的分布式三维室内设计系统设计

为了提高分布式三维室内设计效果,提出一种基于虚拟现实技术的分布式三维室内设计方法。采用分布式的特征信息融合方法构建分布式三维室内设计的色彩图像模型,对分布式三维室内空间分布图像进行边缘轮廓检测和特征提取,采用RGB颜色分解方法对三维室内空间分布图像进行颜色像素特征分解,结合三维点云特征重组方法实现分布式三维室内设计的色彩空间重构,实现分布式三维室内设计的颜色特征优化组合。在图像和色彩处理算法设计的基础上,基于虚拟现实和视景仿真技术,进行分布式三维室内设计系统的开发设计,采用3dsMAX进行分布式三维室内设计的三维建模,在Multigen Creator建模软件上实现室内层次化结构设计。测试结果表明,采用该方法进行分布式三维室内设计的视觉效果较好,特征表达能力较强。

三维室内地图表达方法研究与应用

室内地图是室内空间信息的载体,是实现室内位置服务的基础。本文在当前研究和应用的基础上,从室内空间整体轮廓、单楼层和多楼层叠加3个层次对室内空间轮廓、室内通道要素、室内空间单元的表达方法进行了研究与实践,并以广州白云万达广场为例,基于Web前端3D引擎threejs实现了三维室内地图的表达和应用。通过该方法,用户可以对室内空间从整体到局部进行全面了解,满足室内地图应用和导航的需求,从而提高人们对室内空间的认知效果。

基于八叉树的三维室内地图数据快速检索方法

针对室内三维地图中数据检索效率不高的问题,提出了一种基于八叉树的室内三维地图数据检索方法。首先,根据八叉树的场景分割方法对数据进行存储;然后,对数据进行编码以方便寻址;其次,为数据添加房间隔断约束条件对检索数据进行筛选;最后,对室内地图数据进行检索。与不具有约束条件的搜索方法相比,搜索代价平均降低了25个百分点,且搜索时间更加稳定。所提方法可以显著地提高室内三维地图数据的应用效率。

权重感知的三维室内无线传感器网络部署算法

已有室内受限空间无线传感器网络部署问题的研究均未综合考虑各种部署应用需求以及障碍物对无线传感器信号的干扰,导致传感器感知与通信能力的浪费。为解决上述问题,提出了一种基于启发式算法的无线传感器网络部署算法,该算法利用贪心策略在有障碍的三维室内环境中进行部署,并在此基础上设计了权重感知的遗传算法优化策略用以求解全局最优部署方案。部署算法利用分权的方式描述不同空间区域的重要性,利用带方差的对数正态阴影模型建模信号衰减过程,在获得最大覆盖效果的同时最小化部署开销,并保证空间k覆盖和网络连通性。实验结果表明,障碍物对无线传感器节点造成一定影响时,提出的WCRH算法与OWCRG算法的性能均优于使用传统Lineof-Sight(LoS)模型的基于面积开销比的启发式算法。

基于特征光源的三维室内定位技术

针对当前室内定位技术精度低、局限大、缺乏高度信息和抗干扰性差等问题,以特征光源为固定单元,球形采光装置为移动单元,基于对光信号的角度测定建立模型实现三维室内定位.球面采光模式突破了传统平面采光对光源位置的限制,实现了360°全方位采光,能够获得包含高度在内的三维位置信息;基于光的粒子性的定位方式避免了由于光的波动性引起的伪光源干扰,阵列化布局和优化算法提高了定位精度.Matlab仿真结果、实物实验结果及精度分析证实,利用常规的LED光源、光纤和光传感器,该定位技术能够在3m高的房间内达到0.03m左右的定位精度,实现了低成本下的高精度三维室内定位.

基于WLAN的三维室内定位机制的AP信号特性研究

现有GPS定位技术在室外环境中已经满足了移动终端的定位需求,但其在室内环境中基本失效。并且多数室内定位方案只针对室内一块较小的区域或局限于二维平面上,不利于推广并集成到室内地图或导航应用中。因此,基于各种无线技术如红外、蓝牙、超宽带、无线射频等室内定位技术纷纷被提出,其中,基于WLAN的室内定位技术因其具有高性价比优势而备受广泛关注。但是目前关于AP接收信号强度的特性缺乏系统性研究,无法满足具体室内定位环境所需要的AP特征,不能保证室内定位机制的正确性和合理性。因此,文章对AP附近产生的接收信号强度特性进行了深入研究,具体探讨了RSS随时间变化的正态分布性、稳定性及可探测性,并对可能干扰RSS的因素进行了分析和研究。基于以上研究结论,文章又对实际室内定位环境中基于概率型的位置指纹法适用性进行了讨论。

基于无线信号K-M模型的三维室内定位算法研究

针对无线信号在室内环境中易受到干扰、波动较大等问题,提出一种改进粒子群优化RBF神经网络的无线信号K-M传播测距模型。利用RBF的非线性特性模拟室内传播的复杂性,以信号接入节点(AP)发射功率、路径损耗因子、未知节点(RP)接收信号强度值RSS等构建模型,预测输出AP与RP之间的距离d。以d为半径,AP为球心,建立多个球体方程,采用极大似然(MLE)采样方程组与RSS-d加权质心混合定位算法,粗略估算未知节点位置信息,再利用加权质心法来进一步提高RP的定位精度。通过MATLAB实验仿真表明,与常见的优化算法对比,该模型预测距离误差更小,平均距离误差为1.3 m;RP的三轴坐标平均误差分别为x轴1.55 m、y轴1.48 m、z轴0.98 m,表明该模型提高了定位精度。

三维室内空间注记优化配置方法

三维室内空间标注时易出现注记穿透墙体、注记密集以及视角变换导致的标注对象不明确、注记重叠等问题。然而,当前室内注记配置研究缺乏对标注对象不明确问题的解决。现有的注记重叠处理方法存在信息丢失或难以随视角变换进行快速动态调整等问题。针对上述问题,将三维模型与二维平面注记相结合,设计了指向式注记形式及其优化配置方法。该方法有效解决了标注对象不明确问题,支持重叠注记的快速检测,能随视角变换快速动态调整重叠注记位置,保持视域内所有注记信息的完整展示。通过对比多视角下的三维室内注记优化前后的实验结果,验证了该方法的有效性。

关于三维室内导航路径的探讨

三维室内导航应用是在三维建筑模型的基础上进行的应用,因此,首先需要对建筑进行三维建模,搭建整个应用的基础环境。然后,对整个建筑环境进行抽象,将不能参与路径计算实体模型抽象成可供计算参考的坐标点。之后是根据抽象的坐标点位置关系计算某两点之间的连通关系,计算出两点之间的最短连接方式,表示为最短路径。

室内实景三维重建技术综述

构建语义丰富、几何精确且拓扑完备的室内三维模型是实景三维中国建设中一项富有挑战性的任务,在室内导航与位置服务、虚拟现实、智能家居等领域都有重要的应用价值。室内空间结构布局复杂、实体要素类型多样及杂乱遮挡等因素给室内实景三维重建带来诸多挑战。近些年,室内实景三维重建受到广泛关注,然而关于现有方法的系统性总结仍较为欠缺。本文对室内实景三维重建最新技术的研究进展进行整理和归纳。首先,简要总结当前主流的室内空间三维数据采集手段;其次,从室内实景三维模型构建过程中涉及的关键环节出发,从实体要素语义识别和分类、实体要素几何模型生成、空间拓扑特征组织与表达方面对现有方法及其优缺点进行综述;最后,对室内实景三维重建相关研究现存的技术挑战进行分析总结,并对未来研究趋势进行展望。

基于室内三维检校场的非量测相机检校与精度分析

本研究采用空间后方交会法,借助室内三维检校场对非量测相机进行检校,并根据解算得到的畸变参数对相机进行校正,该检校场与检校方法能应用于生产与教学。

消费级无人机倾斜摄影测量的室内实景三维模型构建方法

随着无人机技术的日益成熟,倾斜摄影测量数据可有效支撑实景三维展示。消费级无人机具有快速、灵活、高性价比等显著优势,受到广泛关注。然而有关该类无人机室内场景倾斜摄影测量的研究较少。本文开展了基于消费级无人机的室内倾斜摄影三维建模研究。在无GPS辅助情况下,通过少量地面控制点,应用ContextCapture软件,将航摄像片数据经过空三加密、自动建模、贴图等操作后,快速构建出室内实体三维模型。结合对生成模型3MX格式文件的代码分析和编辑,实现了多模型的定位和组合。通过某室内试验大厅的实例验证了该方法的可行性,为消费级无人机在室内实景三维建设方面应用提供了技术参考。

基于最小三角形算法的室内可见光三维定位方法

为进一步提高室内可见光三维定位的精度,提出了一种基于最小三角形算法的室内可见光三维定位方法。该方法采用视距链路模型,由定位终端接收携带发光二极管位置信息的光强信号,利用最小三角形算法和接收信号强度指示方法来计算接收机在室内的三维位置信息,再引入加权质心算法降低光路受遮挡所造成的影响。仿真结果表明:在室内5 m×5 m×3 m的定位区域内,提出的定位方法平均定位误差约为4.35 cm,平均高度误差约为1.65 cm,定位精度优于传统的室内可见光三维定位方法。

视觉SLAM技术在室内三维重建中的应用

随着大数据、人工智能、数字孪生、元宇宙等对室内精细化三维重建的需求越来越多,快速、高效的三维重建成为了研究热点。视觉即时定位与地图构建(SLAM)作为高效的室内三维重建技术得到了广泛关注与快速发展。本文利用3D空间像机+视觉SLAM技术完成了室内2 500 m^(2)的快速三维重建与应用展示。最终结果表明,采用该方案能够快速完成三维结构重建,且三维成果具有丰富纹理信息,精度误差可以控制在厘米级。该方案作为室内三维重建技术的有效补充,可广泛应用于实景三维中国建设中部件级三维模型重建。

室内外一体化特色建筑三维建模与应用

倾斜摄影、激光点云技术广泛应用于三维(3D)模型的建设,在全面建设实景三维中国的关键时期,职能部门对基于三维模型的业务管理需求越来越多,三维模型单体化、对象化管理要求愈来愈迫切,测绘地理信息、实景三维技术在跨领域的应用潜力巨大。本文以特色建筑为研究对象,探讨了倾斜摄影测量和激光点云的多源三维模型融合、室内外一体化三维建模方法和应用方案,以室内外三维一体化的工作为典型案例,提出利用测绘技术、实景三维技术、“互联网+”等技术服务智能化管理平台的构建方式,为测绘地理信息发挥多行业支撑作用提供了一种新的应用模式。

采用分层结构的WSN室内三维定位算法的研究和设计

节点定位是无线传感器网络的应用基础和重要支撑技术之一.目前对于节点定位已有大量的研究成果,但面向室内三维定位的研究尚少,也没有推出有效的定位算法.本研究在考虑建筑物中节点按水平分层分布的特点及非高精度三维定位无法解决楼层判定问题后,提出一种分层结构的定位思想,即给节点预设楼层参数,通过投影测距算法利用节点间的投影距离进行三边定位从而降低网络拓扑对算法的影响,而且使三维定位从至少需要4个信标节点减少到3个.仿真结果表明,该算法比DV-Hop算法的定位精度的定位覆盖率都高,并且在信标节点比例较低及网络稀疏的情况下表现出较好的鲁棒性和稳定性.

空调列车室内三维紊流流动与传热的数值模拟

采用三维紊流模型 ,应用有限单元法计算了空调列车 (硬座车 )室内气固耦合传热问题 ,对空调列车室内气流组织 ,主要是速度场和温度场进行了数值模拟 .研究了送风方式和送风速度对空调列车室内流场的影响 ,以及送风温度对空调列车室内温度场的影响 。

基于多传感器的室内三维定位算法研究

针对消防员在日常救援过程中难以准确获知自身位置坐标的问题,采用姿态传感器和气压计,提出一种室内三维定位算法(ITPA)。在ITPA算法中,根据加速度的幅值均方根、加速度的幅值方差和角速度的幅值均方根,实现过零监测,从而获知消防员的行走步数。根据气压计的数据,采用高度获取,卡尔曼滤波和异常数据处理等操作,获知消防员的高度,并判断其移动行为。通过二维移动距离计算和位置获取操作获知二维坐标。根据消防员的行为对其三维坐标观测值进行修正,并采用Kalman融合算法估计消防员的当前三维位置坐标。实验结果表明:在直行行走、楼梯行走和综合行走下,ITPA算法都能获得较接近真实路线的消防员室内三维位置,降低了算法的步数误差、距离误差和漂移误差,比FINS,IPNS和IPA3D算法更优。

多传感器融合的手机室内三维定位试验

以智能手机为用户端平台,利用行人航迹推算(pedestrian dead reckoning,PDR)改进算法和气压测高原理设计了三维多传感器融合定位的扩展卡尔曼滤波器,基于Android操作系统开发了手机传感器融合的室内三维定位程序。最后,利用中国矿业大学室内外无缝定位试验场进行了定位算法性能评估。结果表明,三维融合定位方法能有效抑制漂移误差,定位精度和可靠性能够满足室内应用环境的要求,且定位精度优于WiFi方法和常规PDR方法。