基于场景分析的交互式漫游

从CT和MRI设备中获取的三维体积图像,允许我们对三维解剖结构进行任意的观察。一般主动漫游的路径计算方法,都是基于中轴提取等算法的。本文在光线跟踪模型进行绘制的基础上,提出了一种基于深度场景分析的路径计算方法,通过交互选择得到了沿管状器官内部进行漫游的路径,并将其应用到了虚拟内窥镜系统当中。     

一种基于体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法

为了实现一种更好的虚拟内窥镜算法，在分析虚拟内窥镜和体数据可视化方法的特点的基础上，提出了一种基于透视投影体绘制的交互式实时虚拟内窥镜算法。该算法运用了动态数据精简技术，提出了视点3D漫游路径的快速自动生成方法和交互式内窥显示方法，能方便医生实时观察与诊断。并对传统面绘制中的光照计算加以修改，应用于内窥体绘制过程，以生成3D效果逼真的虚拟内窥镜图像。在微机平台上实现的基于体绘制的虚拟内窥镜系统，验证了该算法的实时性和所生成图像的质量。     

交互式虚拟人脑内窥镜系统关键技术

目的为解决传统内窥镜方法的缺点。方法设计并开发了一套基于体绘制技术的交互式虚拟人脑内窥镜系统。结果给出了系统主要功能和流程,并且对系统实现中的3项关键技术:虚拟相机模型建立、漫游路径抽取和三维体数据的绘制方法作了详细介绍,改进的光线投射算法使得重建的三维模型图像清晰,绘制效率高。结论系统能够通过手动和自动两种方式进行器官内漫游并生成动画记录,为临床诊断和医学仿真提供了有效地支持。     

基于序列内窥镜视频图像的膀胱三维场景重建

内窥镜被广泛用于器官和体腔内部的诊断成像,尽管采集到的内窥镜视频中包含着丰富的信息,但是由于内窥镜的成像范围受到探头太小的限制,图像的放大倍数与视野范围不能兼得,且视频不能将个体二维图像与三维器官形态关联起来,大部分具有巨大数据潜力的内窥镜视频仅用于医师实时指导,并在收集后丢弃。提出基于序列内窥镜视频图像的膀胱三维场景重建的方法。先提取前后两幅序列图像中相对应的多个特征点,基于特征点采用运动恢复结构算法计算得到膀胱模型三维点云。然后,采用泊松曲面重建算法对各三维点进行网格化,并完成场景的三维重建。实验结果表明所提出的算法是可行的。     

脑血管虚拟内窥镜系统技术研究

探讨了CUDA下的虚拟内窥镜系统,成功的解决了传统虚拟内窥系统中存在的路径抽取耗时长,虚拟内窥效果失真,及交互不能实时显示虚拟图像等问题.     

虚拟装配技术在兆瓦级风机研究开发中的应用

针对当前虚拟装配技术中存在的问题,提出了面向产品装配过程的虚拟装配建模理论与方法,在理论研究的基础上,运用CATIA系统建立了兆瓦级风机机组整机的数字样机,并将样机模型提取到虚拟环境中对其进行装配干涉检查、装配路径规划和优化,确保了产品装配的一次成功,加快了风机机组的研发速度。     

可视化虚拟装配系统及关键技术研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一，可在产品设计阶段进行预装配，验证装配工艺的正确性，基于Solid Edge的可视化虚拟装配系统，通过其二次开发，应具备装配路径设置，装配零部件姿态调整及消隐，装配视角调整和视图放缩，虚拟仿真设置等功能，系统的总体包括装置建模初始化，装配工艺文件获取，装配过程动画和仿真等模块。其关键技术有：解除CAD装配体约束，并提取虚拟装配部件6元组位置和姿态信息；以6元组信息为基础的虚拟装配体重绘，及其装配过程仿真；包括虚拟装配零部件，装配件，装配路径和优先级，角度姿态，装配关键点坐标及绕坐标轴角度等信息的数据库组织。     

适用于转录组测序的大蒜花器官总RNA的提取方法

为获得高质量的大蒜花器官RNA以用于后续花发育相关基因的研究,以大蒜中多糖多酚含量高的鳞茎为初步实验材料,采用2种试剂盒方法、CTAB法、Trizol法以及改进酸性异硫氰酸胍法提取总RNA,并对提取效果进行比较,筛选出能够得到高质量RNA的天根试剂盒方法和改进酸性异硫氰酸胍法.将改进酸性异硫氰酸胍法进一步用于提取大蒜花器官总RNA,相较于试剂盒方法,获得了质量更好、收率更高的RNA.对提取的大蒜花器官RNA进行完全测序,得到的clean reads占总raw reads比例大于98%,能够满足转录组测序分析的要求.     

机器人离线编程中虚拟现实人机接口研究

研究虚拟现实人机交互技术在机器人离线编程系统中的应用，以提高系统人机交互的自然性和效率。介绍了将六自由度输入设备FASTRAK跟踪系统用于机器人运动路径交互式生成的原理。提出一种场合相关的基于模板匹配的手势识别算法，通过手势向虚拟环境发送交互命令来对虚拟机器人进行离线编程，实现了数据手套在系统中的人机交互。算法简单、实时性好、识别率高、鲁棒性强。方法已在SGI工作站上实现，应用在自主开发的机器人虚拟示教编程系统中，大大提高了离线编程的效率。     

Windows系统中设备磁盘与路径容错研究

为了提高系统的可用性，在Windows内核中加入冗余路径驱动程序实现路径容错功能。在Windows环境 下实现了虚拟总线及磁盘设备，不会由于路径故障而被删除，保障上层应用的持续运行。在同一个内核驱动程序 中集成了总线驱动和磁盘过滤,种功能，其结构更为精简。通过加入虚拟磁盘，在保持Windows即插即用功能及 设备层次的同时，实现了路径容错。与MPIO方案和QDR方案比较，减少了驱动程序个数，降低了复杂度，设备层 次稳定。     

传感器网络中基于加权Voronoi图的能量均衡数据采集算法

基于乘法加权Voronoi图在稀疏无线传感器网络中设计了一条优化的数据采集路径.在这个优化路径中,移动采集节点访问一个虚拟Voronoi图的节点子集进行数据收集.这个Voronoi图节点子集是通过精心设计的迭代过程生成的,在给定通信半径内,能够覆盖所有的传感器节点,同时考虑了传感器节点的能量均衡消耗.连接Voronoi节点子集形成的优化路径缩短了数据采集路径的长度,从而缩短了数据采集时延.通过调整虚拟Voronoi图的覆盖系数,可实现满足不同要求的综合考虑时延与能量消耗的折中方案.     

心脏超声虚拟内窥镜图像预处理技术

虚拟内窥镜是近年来兴起的一项崭新医学影像技术,将虚拟现实与科学计算可视化技术相结合,模拟传统的内窥检查过程而生成具有仿真效果的可视化图像.研发的三维心脏超声虚拟内窥镜系统(3DEIESS)可重建三维虚拟环境,使观察者"进入"被检查患者的心脏内部进行检查观察.采用基于同质掩模区域的滤波算法对超声图像斑点噪声进行抑制,应用brFCM算法对降噪后的超声图像进行初始分割,并使用多尺度分析与纹理对比度相结合的分割技术完成最终的图像分割.实验结果表明,在消除斑点噪声的同时,实现对超声图像边缘细节的有效保持,有助于提高三维心脏超声虚拟内窥镜显示效果.     

Windows系统中设备磁盘与路径容错研究

为了提高系统的可用性,在Windows内核中加入冗余路径驱动程序实现路径容错功能。在Windows环境下实现了虚拟总线及磁盘设备,不会由于路径故障而被删除,保障上层应用的持续运行。在同一个内核驱动程序中集成了总线驱动和磁盘过滤2种功能,其结构更为精简。通过加入虚拟磁盘,在保持Windows即插即用功能及设备层次的同时,实现了路径客错。与MPIO方案和QDR方案比较,减少了驱动程序个数,降低了复杂度,设备层次稳定。     

基于动态虚拟障碍物的智能车辆局部路径规划方法

针对传统人工势场法在智能车辆局部路径规划中未充分考虑车辆动力学和运动学约束的不足,提出一种基于动态虚拟障碍物的局部路径规划方法.首先根据环境、车辆运行状态和道路交通规则分析车辆行驶安全性并获得虚拟车道线的解析表达,再进行车辆驾驶行为决策并生成受约束的动态虚拟障碍物,最后采用考虑动力学和运动学约束的改进人工势场法进行局部路径规划.仿真实验表明,该方法在保证动力学和运动学约束的前提下,能够在不同初始速度、相对速度和相对距离工况下获得较好的规划性能.     

改进的A~*算法在虚拟人路径规划中的应用

自动计算生成虚拟人的最优路径是虚拟人路径规划研究中的关键问题之一,针对这一问题对A*算法进行了分析、实现和改进.通过对估价函数进行加权处理,缩短了搜索路径,减少了搜索时间;并且引入"人工搜索标志"避免了重复搜索无效区域,能有效快速地逃离障碍物陷阱,使算法在未知环境中有效准确地找到可行性路径,进而对可行性路径进行优化得到最短路径,解决了虚拟人避障与导航问题.     

论建立国际研究机构间动态联盟——跨国虚拟研究中心

跨国虚拟研究中心是虚拟组织 (或动态联盟 )概念渗透于科研机构所形成的一种新的科学研究模式。为了推动我国科学研究与技术产业更快发展 ,探讨新的研发模式———跨国虚拟研究开发中心已势在必行。文章探讨跨国虚拟研究中心合作伙伴选择准则、合作伙伴选择的神经网络方法、合作伙伴的国别区域政策分析、政府对跨国虚拟研究中心的支持、跨国虚拟研究中心的运作模式与工作方式 ,为组建和运作跨国虚拟研究中心提供依据和参考     

智能车辆导航系统的模糊控制方法

针对背景噪声及转弯曲率变化对智能车辆导航系统的横摆角速度控制精度影响较大的问题,提出一种智能车辆导航系统的模糊控制方法.首先,进行不同坐标系的坐标变换,将目标车辆实际的物理坐标信息变换到易于建模处理的车辆局部坐标系统;接着,通过计算预瞄路径的非线性函数实时构建了目标虚拟路径,并给出了车辆目标路径的横摆角速度变化率;最后,以期望横摆角速度和整车质心侧偏角作为模糊控制器的输入,以车辆行驶两轮差速值作为模糊控制器的输出,设计导航模糊控制系统.计算机仿真和实测结果表明:文中方法具有较高的控制精度.