基于八叉树邻域分析的光线跟踪加速算法

八叉树是加速光线跟踪常用的层次划分结构,为加快八叉树跟踪光线的过程,论文研究了运用八叉树邻域分析提高光线与八叉树节点之间的碰撞检测速度的方法,提出了一种结构简单、计算效率更高的八叉树节点的邻域分析算法。运用该算法可由现碰撞节点快速计算出下一碰撞节点,避免了采用大量递归搜索计算,从而提高了图像的渲染速度。实验结果表明,使用论文提出的邻域分析进行碰撞检测,效率比传统算法提高了3倍以上,大大提高了光线跟踪的速度。     

太阳光线自动跟踪装置

为了充分、高效地利用太阳能,文章设计研究一种以西门子S7—200PLC作为控制核心的太阳光线自动跟踪装置,从装置的结构特点、控制原理和软件设计等方面进行了介绍。装置根据安装地地理纬度、太阳赤纬角和太阳时角,分别由两组步进电机调节跟踪装置的高度角和方位角,采用闭环控制,从而提高了跟踪精度,实现全天候、全自动跟踪太阳光线。     

太阳光线自动跟踪装置

为了充分、高效地利用太阳能,文章设计研究一种以西门子S7-200 PLC作为控制核心的太阳光线自动跟踪装置,从装置的结构特点、控制原理和软件设计等方面进行了介绍。装置根据安装地地理纬度、太阳赤纬角和太阳时角,分别由两组步进电机调节跟踪装置的高度角和方位角,采用闭环控制,从而提高了跟踪精度,实现全天候、全自动跟踪太阳光线。     

一种基于OpenACC的遥感影像正射纠正快速实现方法

利用CUDA语言移植旧程序时需要重新设计算法,花费较多的时间,效率不高。针对这一问题,本文在分析正射纠正算法并行性的基础上,提出一种基于OpenACC的遥感影像正射纠正快速实现方法,并与基于CUDA的正射纠正方法进行对比。通过正射纠正实验表明,OpenACC能通过对源代码的较小改动将其移植到GPU中,获得一定的加速比,其可移植性好,代码开发效率较高。     

太阳能追日系统控制装置的研究

为了研究一种结构简单、成本低廉且跟踪精度高的太阳能跟踪方法,设计了一种用于太阳能集热装置的自动二维旋转台,该平台采用了一种新型的双轴跟踪实验系统,实现太阳光照射方向的实时跟踪。系统以8051单片机为核心,采用二维PSD传感器的方法,构建根据太阳光线与太阳能电池板夹角变化追踪太阳位置的光电传感跟踪模式,间接的随时随地的测量入射光线与固定平面法线的夹角,通过A/D转换器后接入转化至单片机,再通过单片机来控制两台步进电机驱动双轴跟踪装置以便调整固定支架的位置,直到固定平面与太阳光垂直,使旋转台上固定接受太阳光部件的表面始终与太阳光垂直,因而能大大提高其太阳能的利用效率。     

基于多特征CamShift优化的粒子滤波跟踪

提出了一种将粒子滤波和CamShift相结合的多特征视觉跟踪方法.通过CamShift对粒子的位置和尺度同时进行优化,使得跟踪窗口能随着目标尺度的大小变化相应调整.同时采用自适应方式将颜色信息和运动信息在CamShift优化的粒子滤波框架下有效结合起来.该方法使用CamShift对粒子传播进行优化,每个粒子都收敛到目标附近,粒子的有效性得到提高.实验结果表明,使用10个粒子的CamShiit优化的粒子滤波的跟踪误差小于100个粒子的传统粒子滤波的跟踪误差.并且由于多特征的使用,目标在受到背景相似物体干扰和场景光线发生显著变化等情况下仍能实现稳定的跟踪.用较少的粒子就能实现稳定的跟踪,减少了计算代价,提高了跟踪的鲁棒性.     

基于EBE策略实现结构动力响应的并行计算

基于EBE(Element by Element)策略的并行算法不用形成总体刚度矩阵,而且无需进行三维模型的区域分解,从而提高并行计算的速度和效率,是实现结构动力响应快速分析的有效途径。采用Newmark法,结合EBE并行算法和Jacobi预处理技术实现结构动力方程的并行计算。在此基础上,利用虚拟激励方法实现结构随机振动的并行计算。最后在网络集群环境下,综合运用多种编程语言和分析工具,应用该并行算法对三维零件的冲击响应以及随机振动进行仿真计算,并与Ansys、精细时程积分法的相比较。结果表明,该并行算法的计算误差小,并行效率较高,适用于工程计算。     

一种小型激光跟踪测量系统的研制

为实现大尺寸范围内的坐标跟踪测量,研制了一种小型激光跟踪测量系统。设计了光机电一体化的机械结构,实现减小系统体积与提高抗干扰能力。设计了系统的光学模块,通过优化基于位置敏感探测器的目标偏差量采集部分的光路,实现目标允许最大偏差量的增大。通过开展位置敏感探测器的标定实验,完成位置敏感探测器的线性区间与偏差比例系数的测量,为跟踪控制算法开发提供了关键参数。进行了跟踪控制模块的设计,并完成跟踪控制算法的开发,实现系统的快速跟踪测量。开发了系统三维可视化测量软件,实现用户对系统与目标的空间位置及运动状态的实时掌控。实验结果表明,系统的跟踪稳定性与位移分辨力分别为20μm和40μm,系统的跟踪速度最高可达480 mm/s,加速度最高可达506 mm/s²,跟踪距离范围不小于70 m,具有三维坐标测量与三维可视化功能,与现有跟踪仪相比具有体积、重量以及测角范围上的优势,具有良好的跟踪性能与应用前景。     

不同跟踪类型槽式集热器接收太阳辐射量的对比分析

基于晴空辐射模型和太阳光线入射角模型,从集热器集热面接收太阳辐射量的角度,对4种跟踪类型的槽式集热器进行理论计算。通过对比分析得知:采用双轴跟踪槽式集热器接收的太阳辐射量最多,其次为地轴跟踪槽式集热器。综合考虑跟踪系统的稳定性、复杂程度和成本问题,夏季供冷建议优先选用东西跟踪槽式集热器,冬季供热应选用南北跟踪槽式集热器,供冷和供热两用时,优先考虑选用东西跟踪槽式集热器。     

CUDA在岩石图像处理中的应用

随着现代计算机技术的高速发展,商业、工业以及科学方面的复杂计算问题通过计算机处理变得越来越广泛,显卡厂商NVIDIA推出的CUDA框架很好地解决了在低硬件成本系统上实现快速运算的问题。论述在疏松砂岩微观驱替颗粒运移与渗流规律的可视化图像分析系统中如何通过CUDA解决运算速度慢的实现过程,进而在常用的微机上通过较小的代价获得一个较高的运行速度。     

模拟退火算法在岩石三维模型重构中的并行处理

对岩石三维模型重构的模拟退火算法进行并行性分析,针对其特殊性提出并行算法。在本文中,介绍了在岩石三维模型重构中使用模拟退火算法的情况,其存在的性能问题。探讨其改为并行算法的可能性,找到其与经典模拟退火应用并行性的不同的特殊之处,提出其可并行的条件及改进后的并行算法,并验证。     

双光楔高精度角度发生器设计

从折射定理出发,给出旋转双光楔的入射光线和出射光线之间的对应关系。据此提出可旋转双光楔角度发生器系统的设计方案,该方案利用光楔对光线的偏折来实现对一定视场任意角位置光线的获得。设计了能够提供满足10°圆视场的高精度角度发生系统。     

基于最近离散点的光线跟踪

论文提出基于最近离散点的光线跟踪算法.对于原始的点云模型,算法通过平衡二叉树在设定范围内搜索离光线迭代点最近的N个离散点,并用栅格的加速结构避免不必要的迭代搜索计算.光线与实际最近的N'个离散点的局部平面进行求交计算,局部平面的法向量是由离散点对应的三角形法向量通过三角形面积加权平均计算得到,并保证法向量计算的一致性.通过改变光线跟踪的参数(最近离散点的数目),即可达到渐进地多分辨率显示原始的点云模型的目的.对于噪声多的原始的点云模型,设置较大的最近离散点的数目,以有效地减少其绘制的噪声;对于噪声少的原始的点云模型,设置较小的最近离散点的数目,以更多地显示其局部几何特征.     

基于PLC控制的太阳能自动跟踪系统

<正>1引言据测试,在太阳能电池板阵列中,相同条件下采用自动跟踪系统发电设备要比固定发电设备的发电量提高35%左右。所谓太阳能跟踪系统是能让太阳能电池板随时正对太阳,让太阳光的光线随时垂直照射太阳能电池板的动力装置,能显著提高太阳能光伏组件的发电效率。目前市场上所使用的跟踪系统按     

A high-speed wideband spectrometer system based on CUDA-GPU

针对射电信号观测的需求,设计并实现了一种基于统一计算设备架构(CUDA)和图形显示卡(GPU)的宽带高速频谱分析系统.该系统通过运用库利-图基(Cooley-Tukey)快速傅立叶变换算法与谱分析算法实现实时宽带高速频谱分析.系统的关键部分在于通过CUDA来完成运用线程合并算法对数据在CPU与GPU之间传递时的转换,并使用并行流水算法在总线中共享多核GPU来降低实时运算时间.该系统主要为500m口径射电望远镜工程的高分辨率微波巡视项目而设计,实测中满足目标需求,并可应用在射电信号观测或类似的高速密集数据运算中.     

日本开发出发光氧化锌纳米粒子

日本岛根大学开发出一种在光线照射下能发出荧光的氧化锌纳米粒子，其发光稳定且安全，可应用于尖端医疗领域。     

一个新的线索KD树并行算法

KD树是三维场景渲染中常用的空间加速算法。由于SIMD计算平台不支持递归操作,导致KD树在GPU上的应用受到限制,因此提出了一个新的基于SIMD架构的并行KD树算法。通过创建时对KD树线索化,不仅省去堆栈使用,且因无需回溯到根节点而减少大量无效遍历操作,实现了基于GPU的高效并行加速。实验结果表明,线索KD树算法每秒计算的光线数与传统算法相比,提高3~8倍不等,最终显著提高光线跟踪渲染速度。     

基于MATLAB的目标跟踪实时仿真库的设计与实现

利用 MATLAB/SIMUNKK 的代码产生原理,针对以 c6201 DSP 为核心的图像处理平台,开发目标跟踪实时仿真库,建立了目标跟踪实时仿真系统。在此环境下可将算法模型快速生成 DSP可执行程序,并可直接运行。此环境为算法研究者建立了算法到 DSP 程序开发的桥梁,使算法快速得到实时验证,大大节省 DSP 程序移植的时间。     

由二氧化硅纳米颗粒组成的涂层可防止雾气

麻省理工学院（MIT）开发出一种由二氧化硅纳米颗粒组成的特殊聚合物涂层。涂覆的玻璃变得透亮，比未处理的可透过更多光线，而仍保持平整如故。     

基于C#编程实现高斯牛顿法求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标

为了实现利用C#语言编程求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标,对基站空间坐标的标定原理进行了研究,指出本质上基站空间坐标求解问题可转化为非线性最小二乘问题,为此分析了高斯牛顿法求解原理。进一步采用C#与MATLAB混合编程、仅依靠C#语言编程两种方式实现高斯牛顿法求解。对两种编程的关键技术进行了介绍,指出了混合编程存在的不足之处。通过坐标测量机及激光跟踪干涉仪组成实验系统,在3个不同的基站站位下开展了标定实验,实验结果表明C#编程计算结果与C#调用MATLAB的计算结果相比,差值在10^-7数量级,并且效率更高,验证了C#实现高斯牛顿法求解激光跟踪干涉仪基站空间坐标的准确性,为后续激光跟踪干涉仪数据采集及处理软件的开发打下了基础。