多通道大屏幕主动立体VR中控系统的设计与实现

虚拟现实技术极大地丰富了采矿实验教学的内涵和手段。以东北大学矿山虚拟现实与数值仿真中心新建的多通道大屏幕主动立体虚拟现实实验教学系统为例,探讨自行设计虚拟现实实验教学中控系统并通过TCP/IP网络对相关硬件设备进行控制的可行性及实现方法。在此与读者分享我们的经验,希望对有中控系统开发需求的读者有所裨益。

基于组合编码的条纹结构光主动立体视觉匹配

立体视觉中如何提高图像匹配的密度以及精度,已成为研究中的热点和难点;提出Gray码条纹和正弦位移条纹投射相结合组合编码方案,结合中心线解码完成图像匹配,可消除Gray码解码误差,以及基于绝对相位匹配中的相位展开误差;位移步长不受条纹周期的限制,显著提高了采样点的匹配密度;采用双向正交投射实现视场全局唯一性编码,作为匹配特征完成同名采样点的一一对应;应用该编解码方案建立主动视觉测量系统,完成了标准平板和圆柱的形状检测与误差评定,以及复杂形状物体的三维重构;结果表明了算法的有效性。

多投影视频播放集群的主动立体显示技术

基于多投影的图形显示系统在多个行业中具有广泛的用途,而视频播放是此类系统的主要应用之一。由于视频资源质量快速提升,以及支持主动立体显示技术的投影仪逐渐普及,系统需要能够在集群环境下利用主动立体显示技术播放超高分辨率的视频。在这种情况下,系统的关键点之一是在应用主动立体显示技术时如何进行集群同步,另一个关键点是如何高效地解码超高分辨率的视频资源。设计并实现了一套在集群中应用主动立体技术播放视频的解决方案,结合软件方式与硬件方式为集群进行同步,利用组合视频对象使得多个分块的视频文件在播放时并发解码以提升效率。在实验中实现了多投影视频播放集群的主动立体显示,并通过统计数据验证了并发解码的效率提升。

主动式三维立体全景视觉传感技术

为了使全方位视觉传感器(Omni-Directional Vision Sensor,ODVS)获取的全景图像上各像素本身具有成像物点的深度信息,文中设计了一种具有单发射中心点(Single Emission Point,SEP)的全景彩色体结构光发生器(Panoramic Color Structured Light Generator,PCSLG)以配合具有单视点(Single View Point,SVP)成像特点的ODVS;然后将ODVS和PCSLG垂直配置在同一轴心线上,实现一种主动式立体全景视觉传感器(Active Stereo Omni-Directional Vision Sensor,ASODVS);最后根据全景图像上各像素点所带光源的颜色信息,通过颜色识别算法以及ODVS和PCSLG的几何关系推断PCSLG的发射角并估算成像物点的深度值.实验结果表明,该文设计的ASODVS能快速实时进行全景立体图像的特征点实时匹配和空间物点深度的测量,实现了一种以观察者为中心的3D主动立体视觉感知.

主动式立体全景视觉技术的研究

为了解决立体视觉测量中的快速匹配问题,文中通过集成全景彩色结构光发生器和全方位视觉传感器构建一种主动式立体全景视觉传感器;通过分析图像像素的颜色和投射角之间的映射关系估算全景图像上各像素息对应的投射角,利用三角关系计算对应物点的深度信息;实验结果表明该方法能快速地得到场景的全景深度信息。

主动光立体标靶检测及其在工业机器人位姿测量中的应用

基于工业机器人位姿视觉测量方法提出了用主动光立体标靶进行机器人末端位姿测量的方法。以主动红外光代替反光标志点,以主动光图案特征代替亮度特征作为表达位置信息的形式,设计了六面体主动光标靶。通过合理设置特征面图案,使立体标靶特征面提供蕴含空间几何约束的信息,并在此基础上设计了特征面识别算法。在室内环境、室外环境、混合光环境等实验条件下,该算法可实现对主动标靶健壮的识别和定位。在高精度四轴移动平台上的测量误差评价实验表明：运用该标靶的立体视觉系统在0.5~3m工作范围内平均位置误差为0.0857mm,平均姿态误差为0.1086°,满足机器人位姿测量的要求。最后在YASKAWA的Motoman-MH80六轴机械臂上进行了机器人末端位姿的测量实验,验证了该方法的可行性和高效性。

主动多基线立体视觉及其在机器人焊接技术中的应用研究

介绍了多基线立体视觉的基本原理针对焊接工件等一类表面缺乏纹理物体的三维深度恢复这一难题 ,提出采用基于条纹光照明方式的主动多基线立体视觉方法解决这类物体的三维视觉建模问题。并通过实验证明方法的有效性和可靠性。

一种主动式全景立体视觉传感器设计

现有的三维激光扫描仪无法实时、全自动地计算空间三维信息,需要对获得的点云数据进行配准。为解决这些问题,研制了一种新型主动式全景立体视觉传感器(ASODVS),并且从影响ASODVS测距精度的各个因素进行了分析。实验结果表明:设计的ASODVS能自动、实时地进行空间物点深度测量,并得到相应的点云数据。

主被动立体混合式虚拟现实实验教学系统的设计与实现

通过自主创新,提出了构建主被动立体混合式虚拟现实实验教学系统的新思路。通过对东北大学矿山虚拟现实与数值仿真中心先后引进的主动式和被动式立体虚拟现实系统进行整合,开发出特色鲜明的虚拟现实实验教学系统控制软件,实现了相关硬件的网络化管理和自动控制,丰富了实验教学内容和手段,提高了实验教学质量和效果。

主动式3D立体技术在LED显示屏中的应用

本文阐述了一种基于主动式3D显示技术在LED显示屏上实现的方案,文中通过分析前端3D输入信号的特点,着重解决LED显示屏接收高清3D信号的问题。同时为了配合观看3D视频时的高刷新率和高灰阶的要求,在显示单元中采用新一代的脉宽调制(PWM)驱动技术,用来改善显示屏的刷新率和灰阶。

数字3D立体电影技术之深度分析

本文首先介绍了主要的3D放映技术,并重点分析了适合3D电影播放的主动立体3D、偏振3D以及光谱3D技术,给出了他们的主要原理以及优缺点。针对双机3D提出同构双机3D以及异构双机3D的概念,并进行了详细地分析。最后讨论了数字3D电影制作以及数字3D电影发行,对数字3D的发展予以展望。

立体电视技术及其现状

立体电视技术是电视技术发展的必然方向.一个理想的立体电视系统方案,应当满足一些特定的技术性能,包括:裸眼立体、窄带宽、平面兼容、高清晰、可随机访问、无侵扰交互、可分级等.裸眼立体电视终端技术有两大发展方向,即多视图立体电视终端技术和主动式立体电视终端技术.前者的主要实现形式有3种,即主动柱镜式、主动狭缝式、主动背光式;后者主要借助于主动光学元件和人眼位置跟踪技术.

产品原型虚拟装配系统结构及技术

讨论了对零部件繁多、大型或精密产品进行原型展示、功能分析和虚拟装配时的功能需求;针对这些功能需求设计了一种虚拟现实系统结构.基于模块化的思想提出一种既可以分布处理又可以集成整合的系统框架.对其中主要功能模块——控制核心模块、装配控制模块、图形引擎模块、文件服务模块、数据服务模块和应用服务模块的功能进行了详细的讨论.详细研究了本系统关键技术中的三项:主动立体显示技术、可装配性评价和实时碰撞检测方法.

金属矿山岩石力学与安全开采虚拟仿真教学实验中心虚拟现实系统设计与实现

虚拟现实系统建设关系到虚拟仿真教学实验中心实验教学改革的成败,是实验中心发展的重中之重,因此,必须对从系统设计到系统实施这一过程中的每个环节严格把关,包括系统设计原则、应用需求、总体设计、详细设计、系统实施到安装调试和验收等环节。实验中心作为利用最新虚拟现实技术武装起来的虚拟实训基地实现了大型弧幕主动立体激光高清投影系统与动作捕捉系统、头盔显示器等多种虚拟现实技术完美的结合,能够满足日常课堂教学和虚拟仿真实验要求,大幅提升教学质量,并取得事半功倍的效果。

面向踝关节功能评价的三维测量与重建系统设计

在临床上医师通过对踝关节的X线拍片和经验判断踝关节功能性不稳,该方法增加了临床诊断成本和诊断门槛。为此,研发一种基于三维测量与重建模型的踝关节功能评价系统。该系统采用正反结构光投影技术,通过结构光正反条纹图像检测结构光边缘并实现亚像素定位。利用主动立体视觉原理实现踝关节姿势的三维测量与三维重建,并根据三维重建模型分析踝关节功能性不稳。实验结果表明,该系统可有效地分析踝关节功能性不稳,为早期发现踝关节功能性不稳和康复医疗提供有利的诊断与决策依据。

沉浸式多通道矿业虚拟现实软件实现关键技术

随着矿山用户对虚拟现实软件的需求日益增长,我们在相关领域虚拟现实软件开发中积累的多年经验及掌握的关键技术基础上,提出在新建或已有的矿业应用软件中引入虚拟现实技术,进而构建效果逼真的沉浸式多通道矿业虚拟现实软件,实现各阶段工作成果的可视化,为矿山用户带来前所未有的立体视觉体验。

近距离三维激光扫描技术

首先介绍了近距离三维激光扫描技术的基本概念及其主要应用,接着通过比较被动式立体成像技术与主动式立体成像技术以及几种常见的激光测距技术来加深对它的认识。在此基础上论述了当前常见的基于三角法的近距离三维激光扫描的原理和基本步骤,进而介绍了目前国内外近距离三维激光扫描技术的发展状况,最后分析了近距离三维激光扫描技术的难点及其发展前景。