基于位移映射的非规则军队标号绘制算法

为了解决三维非规则军标与地形的叠加问题,提出一种基于位移映射的军队标号绘制算法.首先在GPU片元着色器中对地形进行平滑过滤,滤除局部细节而保留地形起伏的主体趋势,将处理结果实时绘制成位移映射纹理;然后由非规则军标的控制点集生成军标二维外轮廓,用之裁剪一次NURBS表面生成平面的军标网格;最后在GPU顶点着色器中依据绑定的位移映射纹理位移军标网格上各顶点,以达到地形匹配的目的.实验结果表明,该算法可使非规则军标合理地匹配上三维地形,且运算效率高,能满足交互编辑以及动态推演的实时要求.

基于位移映射的道路生成与绘制方法

以矢量形式表达的道路信息在地理信息系统中占有重要地位。通过位移映射方法解决了三维地形上道路的生成与绘制问题。首先,在考虑道路几何约束的情况下,根据道路平面图以及相应的DEM数据生成参考曲面;然后,通过对参考曲面的一次离屏渲染,利用深度图方法生成DEM位移图和纹理掩模图;在地形绘制中同时使用位移映射和纹理映射,实现道路几何信息以及细节信息的实时嵌入。实验表明,这种方法在小尺度显示中以较低的代价增强了道路仿真绘制的真实感。

动态环境下运用对称位移映射的PSO算法

粒子群优化算法在求解动态优化问题时存在多样性缺失和寻优效率低的问题,为此,提出一种运用对称位移映射的双子群算法。该算法通过2组相互协同的主、辅子群并行地搜索变化的最优值。辅子群采取差异进化机制不断探索新环境,在感知环境变化时引入一种对称位移映射策略,使粒子对称分布在最优解的周围,以提高算法收敛到最优解的概率。使用MPB和DF1两种经典的Benchmark测试函数生成复杂的动态环境,对该算法进行实验仿真,结果表明,该算法能提高跟踪动态变化极值的准确性。

细胞自动机与有限型位移映射

本论文中,我们从拓扑动力系统的角度把细胞自动机看作是符号空间上的连续自映射,对细胞自动机的单射、满射、同胚性质进行研究。我们利用拓扑熵的一般性质证明了经典的Garden定理,即一维细胞自动机为同胚映射当且仅当它为单射。并且,利用该方法可以很方便地将Garden定理推广到高维情形,即任意维细胞自动机为同胚映射等价于它为单射。

基于改进分形算法和位移纹理映射的仿真“竹”的实现

植物仿真是计算机图形学中的一个重要研究课题。针对研究者少有涉及的仿真"竹"建模问题作了一些探索,根据"竹"是单轴分枝植物的特点,对分形算法的L-系统建模方法作了相应的改进,并阐述了在对"竹"建模中所运用的各种相关技术和真实感表现方法等。特别是文中所引用的位移映射技术解决了"竹节"模拟的难点。所提方法可以逼真地模拟出"竹"在自然界中的形态及其特质,这在植物的仿真方面给出了一种新的解决思路。

格构式塔架结构多源异构监测数据融合及动态位移重构研究

结构动态位移响应在结构健康监测和振动控制领域具有重要意义,但格构式塔架动态位移的准确测量仍是一项具有挑战的任务。提出了一种综合利用高采样率加速度和低采样率应变的数据融合方法,实现了格构式塔架动态位移的准确重构。提出适用于格构式塔架的应变⁃位移映射方法,可以由若干个测点应变计算出任意点的动态位移;使用多速率卡尔曼滤波算法将应变导出位移与加速度相融合,以进一步提高位移采样率和精度。采用某输电塔结构作为数值算例,结果表明:在采样比为100和噪声信噪比为5 dB的情况下重构位移误差分别仅有2.3%和2.11%,证明了所提方法具有高精度。最后开展了某54.5 m高输电塔的真型试验,实测结果进一步验证了所提方法的准确性和可靠性。

三相声子晶体能带结构计算的位移-面力映射方法

发展了基于位移-面力映射的方法计算三相声子晶体的能带结构,分析了弹性波在其中传播的特性。由弹性动力学方程出发,利用位移-面力映射,导出波动模态的特征值方程,得到三相局域共振声子晶体反平面剪切波的频散关系(即能带结构)。以金-橡胶-环氧树脂体系为例,计算并分析了材料组配、几何尺寸等对频散关系造成的影响。研究结果显示:位移-面力映射方法非常有效,可以给出任意频率范围内弹性波的局域模态和传播模态,为分析三相体系局域共振形成的低频带隙和布拉格散射形成的带隙提供了方便。

位移蝶形细分面片的渐进传输

随着三维激光扫描和建模技术的不断进步 ,三维网格模型的数据量越来越大 与此同时 ,无处不在的智能计算要求数据必须能够在网络上进行快速的传输 现有的三维网格渐进传输技术无论是基于任意拓扑结构网格的渐进网格技术 ,还是基于参数化细分面片的渐进传输技术 ,都存在着传输数据量大、渐进显示效果差的问题 针对这些缺点 ,提出了首先利用位移蝶形细分面片重建原来的网格模型 ,然后对于重建后的位移蝶形细分面片设计了一种新的数据简化方法 ,进而构造了一种渐进传输算法 该算法在减少传输数据总量的同时 。

位移纹理形状创新应用

三维模型的形状合成是计算机图形学和辅助设计的重要研究课题。借鉴三维模型的位移映射,提出一种形状创新方法,能够生成新颖的三维造型。包括四个部分:首先从特征形状源模型提取三维图案作为位移纹理的生成元素;其次根据宿主网格模型定义三维构图知识,包括构图坐标系类型和其他纹理映射参数;第三是宿主模型进行自适应剖分;最后根据三维图案和映射参数生成位移纹理并与宿主模型融合后生成新的三维造型。

大倾角大采高采场覆岩应力路径时空效应

为揭示大倾角大采高采场覆岩变形破坏的时空演化特征及应力路径效应,以2130煤矿25221工作面为研究背景,采用3DEC数值模拟方法,在对覆岩变形破坏时空演化特征的综合厘定与分析的基础上,提出了大倾角采场上覆岩层在采动应力作用下的扰动分区,量化了采场沿工作面走向、倾向及不同层位覆岩采动应力路径的空间演化规律,揭示了采场空间不同区域覆岩采动应力与断裂失稳过程中的对应关系。研究结果表明:在大倾角大采高开采中,重力-倾角效应作用下矸石呈现非均匀充填特征,导致覆岩垮落形态及顶板承载拱在采场空间均呈现出典型的跨层迁移转化特性,包络面内中上部区域“倒三角临空面+倾斜砌体结构+高位梯阶岩层”形成空洞现象,“高位梯阶岩层”失稳易诱发“倾斜砌体结构”同时断裂,对支架形成较大的冲击动载荷。工作面煤层开采导致采场上覆岩层的三向采动应力大小、方向均发生了显著变化。沿工作面走向,覆岩最大主应力演化先增大再减小,最小主应力则先减小再反向增大,最大和最小主应力沿推进方向的垂直平面内向采空区旋转,上覆岩层的极限平衡状态界面沿工作面倾斜方向呈非对称展布。沿工作面倾向,煤柱侧上方岩层产生应力集中,工作面上方岩层卸荷,覆岩层位越低,其峰值应力越大,应力变化幅度越大。最大主应力主要沿水平方向发生偏转,最小主应力则由工作面推进方向逐渐向垂直方向偏转。由弱扰动区域至采空区中心,应力反向偏转位置由倾向中部逐渐向上部移动,应力路径的非对称偏转传递特征愈发明显。大倾角大采高采场采动应力时空演化规律及采动应力-位移-覆岩断裂结构的映射关系为揭示大倾角大采高采场围岩失稳致灾机理提供基础,并结合生产实际,提出了大倾角大采高综采工作面坚硬顶板冒垮压架防治措施。

自然雪景的构造和绘制

合成高度复杂自然场景一直是计算机图形学中的一个富有挑战性的课题 .生成雪景或许更加困难 ,因为利用常用的造型工具 ,比如多边形和曲面来表达雪的形状非常不方便 .该文介绍一种解决这个问题的方法 ,这种方法采用位移映射 (displacem ent mapping)来构造近处由多边形构造的物体上的雪块 ,而体纹理映射 (volumetric tex-ture mapping)被用来处理远处的复杂物体 ,比如树木 .绘制结果显示 ,这种方法能够在较少的内存和计算开销的基础上绘制出高度复杂和真实的雪景 .

基于图像子区的数字图像相关方法的原理与实验

分析了基于图像子区的数字图像相关方法的计算原理,实现了数字图像相关程序,最后用模拟生成的散斑图像作为测试对象给出了实验结果.

基于物理约束的运动重定向

研究了在人体动画中最有应用前景的运动捕捉技术的数据重用问题,提出了一种基于物理约束的重定向方法,以提高利用捕捉到的运动数据生成新的运动的水平。该方法采用位移映射技术规定目标运动的轨迹,保留原始运动的细节,然后结合无迹卡尔曼滤波(UKF)算法进行非线性约束的求解,保证了人物角色运动的物理真实性。通过实验分析可知,该方法在保留原始运动特性的前提下,可以生成自然的运动,加强了运动数据的重用性。

一种低复杂度的均峰功率比抑制技术--PSM

较高的峰均功率长期以来都是OFDM技术的主要缺点。本文针对OFDM技术的这一问题提出了一种部分位移映射方法来降低OFDM的峰值功率。该方法通过利用离散的傅里叶变换,产生一组不用复杂乘法运算的候选信号,并从中选择一个峰值功率最小的信号进行传输。该篇文章通过仿真分析证明了部分位移映射算法与以前的提出的算法(如,选择性映射、部分发送序列等)相比可以有效的降低峰值功率的同时,降低了算法复杂度。

Unity3D下一种基于Perlin噪声的地形仿真方法

针对传统随机中点位移法在地形仿真中存在的绘制过程复杂、细节表现不足、山顶处易出现失真的问题,提出一种在Unity3D下利用Perlin噪声构造分形,并对网格顶点进行位移映射进而生成地形的方法。根据设定好的分辨率构造网格,计算并叠加各顶点不同频率的噪声值构造分形,最后对网格顶点进行位移映射,生成满足要求的地形。在噪声计算过程中修改了随机梯度选取方法,可使梯度选取更具有随机性,且计算出的噪声值分布更加均匀,避免了在山顶处出现失真的现象。实验结果表明,该方法可以很方便地实现三维地形仿真,并能很好地表现地形细节特征,解决了因山顶过于尖凸出现的失真问题。

平面3-RRR型微创机构构型优化

针对目前医疗技术对微创机器人精度要求的不断提高,而传统的并联机构无法满足高精度要求的现状,提出对传统并联机构进行优化设计。建立平面3-RRR并联机构微动情况下输入与输出之间的位移矢量微分映射关系,根据材料插值拓扑优化方法建立平面3-RRR型全柔顺并联机构的SIMP插值模型,通过敏度分析确定优化过程中设计变量的迭代变化方向,用OC算法求解所建立的模型,用Heaviside过滤技术解决棋盘格和网格依赖问题,通过Solidworks曲线拟合得到三维模型,应用有限元分析软件Hyperworks对其进行静力学分析,通过加工得到实体模型,并进行多次微位移测量试验;将静力学分析数据、实验数据与理论值对比。结果表明:微分映射关系作为优化条件,拓扑优化所得到的全柔顺并联机构与同构型的传统并联机构微分运用特性相同,运动精度更高、结构更加简单,验证了该方法的有效性,为平面全柔顺并联机构的优化设计提供了新思路。

综放工作面区段煤柱采动应力全周期时空演化分析

三向采动应力的大小、方向演化过程是揭示煤柱损伤破坏机制的关键。将综放工作面区段煤柱分为上部与下部2个区域,采用3DEC数值模拟方法,分析巷道开挖–右侧工作面回采–左侧工作面回采–回采稳定4个阶段煤柱三向采动应力全周期时空演化规律,揭示煤柱上覆岩层断裂结构–采动应力–位移的映射关系。基于模拟分析结果,采用莫尔–库仑强度准则分析煤柱莫尔应力圆的变换形式及莫尔圆与强度包络线的关系,确定煤柱的破坏深度约为8 m。研究结果表明:工作面煤层开采导致煤柱的三向主应力方向发生了大幅旋转,煤柱三向主应力数据呈现明显的两簇或三簇的规律,数据簇的分割点为右侧工作面推进至测线位置及右侧工作面回采完毕。工作面推进顺序不同导致煤柱上覆岩层的断裂结构呈现明显的非对称性,上覆岩层的断裂线向后开采的工作面进行偏移,导致煤柱左侧测点的水平位移量明显大于煤柱右侧测点。煤柱采动应力全周期时空演化规律及覆岩断裂结构–采动应力–位移的映射关系为揭示煤柱损伤破坏机制奠定了基础。

基于图像灰度信息的直线位移测量

提出了一种基于视觉的新型直线位移测量方法。建立了图像各像素点灰度值与直线运动位移间的映射函数模型,通过数值方法解算了直线运动平台的位移。通过蒙特卡罗仿真对所提方法进行分析,证明了其可行性与合理性。分析了检测点拓扑结构对测量精度的影响。实验结果表明,在10 mm的位移测量范围内,所提方法的测量误差标准差为4μm。

平面3-RRR全柔顺并联机构的微分运动分析

通过建立平面3-RRR型全柔顺并联机构"伪刚体模型",采用微动近似算法得到输入和输出之间的位移雅可比矩阵,研究其微动情况下输入与输出之间位移矢量微分映射关系,并进行数值验证,利用ANSYS软件对其进行仿真,为此类平面并联机构及具有多输入多输出特性的空间并联机构微分运动分析提供理论参考依据。

平面3-RPR全柔顺并联机构的构型拓扑优化设计

基于并联机构的微分运动学输入与输出之间位移矢量微分映射关系,通过建立平面3-RPR型全柔顺并联机构的拓扑优化模型(SIMP插值模型),运用优化准则法(OC算法)进行优化求解,并采用Heaviside过滤技术对棋盘格现象进行抑制和处理。结合二次插值法对拓扑优化后得到的模型进行曲线拟合,并在Solid Works中三维建模,将模型导入Hyperworks中二次网格划分并进行静力学分析与对比,结果表明:基于映射关系所得出的拓扑优化构型与传统并联机构构型具有相同的运动特性,结构更加简洁、轻便,该方法为此类平面全柔顺并联机构构型综合方面提供理论参考依据。