3种光源下的朗伯体表面反射模型

为了理想化物体表面反射模型,通过辐射度学和球面三角公式推导出条形光源、均匀光源和半球均匀光源照射下的朗伯体场景辐射亮度,进而得到了3种光源下的朗伯体表面反射模型.

快速反射镜理论建模与仿真分析

为有效指导快速反射镜设计,开展了快速反射镜理论建模与仿真分析研究。相比以往单自由度运动模型,该文基于动力学分析,建立了两轴快速反射镜的多自由度运动微分方程,推导出被控对象传递函数和对基座扰动的隔离传递函数;仿真分析了结构谐振频率对被控对象特性的影响,指出转动固有频率较大时,被控对象为欠阻尼系统,传递函数曲线存在谐振峰;建立了包含结构特性的快速反射镜控制系统仿真模型,分析了负载质心偏离柔性铰链支承中心、结构谐振频率等对其扰动隔离性能的影响,指出非工作轴固有频率越大,对扰动隔离性能越好,一般选择在伺服系统增益交界频率2倍以上,工作轴固有频率需权衡扰动隔离性能和电机力矩约束等进行选择。最后结合实物振动试验,验证了仿真模型的正确性。

材料表面反射特性对近红外激光脉冲测距的影响研究

漫反射脉冲激光测距的系统性能是衡量测距精度的重要指标。针对非合作激光测距系统,首先建立了激光测距中主要涉及的朗伯体反射特性理论模型,模拟出激光测距的材料漫反射特性对激光测距接收功率的影响。其次,基于漫反射物体的激光测距方程,并进一步对不同反射率、距离、反射角度等变量对回波接收功率影响的理论模拟与实验测量。最后对理论模拟数据与实验数据进行对比、误差分析,研究不同参数对脉冲激光测距精度的影响。

堰塞体状态相关剪胀理论与坝体溃决演化规律研究构想

堰塞体一般在自然力作用下瞬间形成,堆积体具有空间结构复杂、坝料级配宽泛、稳定性差、易在水流冲刷下发生溃决等特点。堰塞体作为一种重大的水旱自然灾害,其安全评价和灾害预测是国内外学者关注的焦点,目前尚有很多问题需要解决,包括:1)堆积体由天然宽级配土石料构成,表现出显著的状态相关性,缺乏正确描述这种宽级配堆石料状态的相关剪胀理论与本构模型;2)堰塞体形成后,会受上游堰塞湖水位抬升、持续非稳定渗流、湖区滑坡涌浪、后期地震等外荷载作用的影响,缺乏稳定性评判的标准和方法;3)堰塞体缺乏必要的洪水溢流设施,容易发生溃决,且溃决水流冲蚀过程呈明显的非线性特点,溃口水力要素指标呈强非恒定流特征,缺乏反映宽级配堰塞体材料冲蚀机理的溃决过程数学模型。为此,有必要采取现场勘查、多尺度物理模型试验、数值仿真等综合手段开展研究,揭示堰塞体外观形态、内部结构和材料宏观力学特性及其时空变异规律,提出状态相关(级配、孔隙比、应力水平)的宽级配堰塞体材料剪胀方程,建立能适应复杂应力路径的广义弹塑性本构模型与坝体极限平衡分析方法;开展大型水工模型试验和溃坝离心模型试验研究,揭示非恒定流作用下堰塞体材料的动态冲蚀特性与堰塞体溃口演化规律,建立非恒定流作用时溃口动边界条件下的挟砂水流冲蚀方程,提出考虑流固耦合的堰塞体溃决过程数学模型,实现堰塞体漫顶或渗透破坏溃坝全过程水流运动特征、坝料输移规律、溃口演化过程及结构失稳的数值模拟;综合可靠度理论与溃坝过程数值模拟方法,提出能考虑流固耦合的堰塞体渗流、变形、稳定和溃决过程的一体化数值仿真平台,构建堰塞体全生命周期安全评价与灾变模拟理论体系与方法,为提升中国堰塞体防灾减灾决策水平提供科学的理论与技术支撑。

柔性铰链结构特性对快速反射镜性能影响分析

柔性铰链作为快速反射镜(fast steering mirror,FSM)的关键部件之一,分析其结构特性对FSM性能的影响,用于指导FSM结构设计。通过将柔性铰链简化为弹性环节,等效为3轴的平动刚度和3轴的转动刚度,基于欧拉动力学,建立了两轴FSM的运动微分方程,搭建了FSM控制系统的Simulink仿真模型;在给定振动环境下,仿真分析了结构谐振频率对FSM性能的影响,指出平动固有频率越大,FSM锁零精度越高,平动固有频率选择在伺服系统增益交界频率2倍以上;考虑到锁零精度要求和电机力矩限制,转动固有频率选择在25 Hz~50 Hz。最后结合实物进行了振动试验,仿真结果与振动试验结果一致,验证了仿真模型的正确性。

环肋增强柱壳振动特性分析

本文采用Flügge壳体理论和有限差分法,系统地研究了环肋增强柱壳的自由振动特性。文中讨论了在环肋参数变化,肋骨偏心度以及内外压力作用时,对柱壳固有频率的影响,并与有关文献的理论分析和模型实验结果作了比较。

垂直腔面发射激光器电、光特性分析

根据增益波导垂直腔面发射激光器 (VCSELs)直接耦合的准三维理论模型 ,通过有限差分法对泊松方程、注入电流密度、载流子浓度和光场分布方程求自洽解 ,研究了垂直腔面发射激光器的电特性和光波导特性 计算结果表明 ,氧化限制层位置是影响激光器特性的主要因素之一 ,如果忽略N型DBR层的影响 。

世界木材改性的研究与应用进展 木材改性的基础与理论模式

木材是一种优良的天然材料,具有其他材料无法比拟的特性比强度高,加工容易,电绝缘性、隔热性、隔音性好,视觉特性、触觉特性、听觉特性、嗅觉特性及环境调节特性好,价格便宜等,自古为人类所使用.

人体皮肤吸收光谱的活体检测

以Kubelka Munk理论为基础 ,研究黄种人皮肤的光学特性 通过分析皮肤内的光传输模型 ,得出皮肤光吸收比公式 ,并提出一种新的基于虚拟仪器和光谱技术的皮肤光吸收作用活检方法 ,实现皮肤吸收光谱的活体检测 。

目标颜色和入射角对Trimble GX扫描点云精度的影响

介绍三维激光扫描仪的误差分类及近年来国外在目标反射特性对点云精度影响方面的研究进展,大量实验表明点云精度与目标表面反射特性存在较强关系。通过对纸质贴片点云分析得出如下结论:Trimble GX三维激光扫描仪所测点云标准偏差与反射激光亮度符合乘幂函数关系;目标颜色对该扫描仪测量精度有较大影响,白、绿、黄、蓝等颜色对绿色激光反射率较好;纸质贴片旋转一个较小角度可使扫描点云质量最优;纸质贴片反射特性服从朗伯余弦定律。

从明暗恢复形状(SFS)的几类典型算法分析与评价

从明暗恢复形状 (shape from shading,简称 SFS)是计算机视觉中三维形状恢复问题的关键技术之一 ,其任务是利用单幅图象中物体表面的明暗变化来恢复其表面三维形状 .为了使人们对 SFS研究现状及求解 SFS问题的各种算法的优缺点有个概略了解 ,首先介绍了求解传统 SFS问题的 4类方法中几个典型算法的基本原理及求解方法 ,并给出了实验结果 ,然后从算法解的唯一性、对真解的逼近程度、求解效率及适用范围等方面对这 4类算法进行了比较和评价 .

基于阴影的三维表面重构技术的概述

三维表面重构是计算机视觉的主要任务之一。已经发展了各种各样的重构技术,其中利用单幅图像中物体表面明暗变化来恢复其表面形状的技术尤其引人注目,这不仅因为该技术简单易于实现,更重要的是它适用于各种其它方法难以应用的场合,例如,在机载、星载、弹载环境中的利用。论文从SFS问题的研究背景出发,介绍并分析这方面的一些重要进展,通过对各种重构方法的分析与比较,提出SFS问题的研究发展趋势和一些值得研究的方向。

高速电梯提升系统纵向振动建模与分析

为了分析电梯桥厢的振动规律,以高速电梯提升系统作为研究对象,利用Hamilton原理建立纵向振动方程,采用Galerkin方法对振动方程进行离散化处理.首先,将某高速电梯实际运行状态作为输入参数,获得桥厢的纵向振动响应;然后,通过机械系统动力学自动分析(ADAMS)建模仿真进行验证.结果表明:基于柔性体弹性变形理论建立的提升系统,其纵向振动模型可靠性较高,可较好地反映轿厢的振动特性;电梯提升过程中,轿厢的纵向振动响应越来越大;同等条件下,空载提升的桥厢纵向振动响应比满载提升强烈.

遥感地形图象的灰度与分形分析

为了能够更加充分、准确地在遥感地形图象中利用分形信息,需要将其与其他特征配合使用。文章通过从视觉成像的角度,深入地剖析物体不同区域的形状和位置对成像灰度的影响,进而将有关结论与图象分形指数数据相结合,应用于基于图象内容的遥感图象的区域(标识)分割,取得了令人满意的效果,从中检查出分形数据中对应于图象深灰度区无意义的数值部分,从而保证了分形数据的可靠性,同时也说明了结合灰度或其它信息于分形图象应用的图象分析方式是十分必要的。

基于明暗恢复法的三维重建算法分析

明暗恢复形状法是计算机视觉领域的热门问题。明暗恢复法是通过一张照片的灰度信息恢复物体表面形状的一种方法。本文从数学角度度分析了SFS问题,并提出了三种解法:直接法求解,变分法求解和采用优化理论理论求解。并分析比较了这三种方法的适用范围和各自的典型算法。最后分析了SFS问题的发展趋势和难点问题。

单幅灰度图像在CAD建模中的应用

将基于shape from shading的三维表面重建算法应用于CAD。首先由实物表面成像模型建立基于朗伯反射模型的反射图方程;然后使用有限差分法将表面梯度离散近似,得到关于实物表面的函数方程式,利用Netwon-Raphson迭代方法求解,获得重建表面的高度函数值,重建结果符合产品模型数据转换标准,实现在CAD系统中交换;最后通过实物表面图像恢复三维表面形状,验证本算法和重建系统的可行性。

基于SFS方法的三维表面重建算法研究

SFS(由明暗恢复形状)方法研究是计算机三维视觉研究领域中的一个重要分支。以朗伯体光照漫反射模型为基础,对物体表面图像明暗恢复其表面高度和梯度的抽象模型进行分析,研究基于朗伯体定律求解受光点梯度的算法及SFS方法的实现原理。

基于图像特征的航空高光谱数据油污染光谱曲线提取分析

运用基于图像特征的相对发射率数据处理模型,对获得航空高光谱油污染水体数据和正常水体数据进行了反射率提取,得到了相对定标后的油污染水体和正常海水的光谱反射率数据。进一步对正常海水和油污染水体的光谱特性进行分析,通过反射率曲线比较,得出运用基于图像特征的反射率处理模型提取光谱信息和运用航空高光谱数据进行海上油污染检测的可行性。

基于变化反照率值的灰度图像重建算法研究

本文提出了一种基于变化反照率值的从明暗恢复形状(shape from shading,简称SFS)算法,该算法消除了传统SFS算法假设物体表面仅有单一反照率值带来的影响。本文首先运用局部反照率值估计方法计算出图像中每一个像素对应的反照率值,得到反照率值图像;接着分割该反照率值图像为若干个区域,使得每个区域含有统一的反照率值;然后详细叙述基于变化反照率值的SFS算法原理。最后,基于上述理论本文做了两组实验,实验结果表明本文方法较传统方法有明显改善,扩大了SFS的应用范围。

三维重建中曲面反照率值的估计与应用

从单幅图像获得物体的表面高度是计算机视觉中的一个重要研究领域,其中一种重要的方法就是从明暗恢复形状(ShapefromShading,简称SFS)。在SFS的各种不同算法中都需要曲面的反照率值,反照率值的估算是否准确直接影响了三维重建的效果。针对反照率值的估算,已经产生了很多有效的算法。文中讨论了三种反照率值的估计算法及其优缺点,并将局部反照率估计算法引入到三维重建中,解决了由全局反照率值重建的弊端。