仿射重投影混合虚实注册方法

针对特征图形结合自然纹理特征的虚实注册误差较大、运行速度慢的问题,提出仿射重投影混合虚实注册方法.通过建立摄像机、真实场景以及特征坐标系之间对应关系的仿射坐标系,且采用ORB算法进行特征检测及后续特征模板的构造,并利用仿射重投影矩阵来恢复特征模板在当前图像上的投影位置信息以计算虚实注册矩阵.采用OpenGL生成的立方体模型与真实场景之间进行虚实注册仿真实验.仿真结果表明:在特征图形被遮挡或不可见时,本文方法在精度、健壮性以及速率方面表现优异,提高了增强现实(AR)系统的实时性和鲁棒性.     

改进TLD与ORB的AR系统长时跟踪注册方法

针对增强现实系统长时跟踪注册需求以及三维跟踪注册时待注册区域尺度变化、光照变化、内外旋转等复杂环境易导致注册失败问题,提出改进TLD跟踪及ORB特征检测的增强现实长时三维注册方法。通过采用TLD长时鲁棒跟踪算法对待注册区域跟踪,并利用待注册位置自适应动态检测策略对TLD算法跟踪-学习-检测的结构机制的实时性和精确度进行优化;利用ORB算法对待注册位置进行特征检测及三维注册矩阵计算;将虚拟信息叠加至待注册位置。选取长时视频序列进行跟踪、检测及注册仿真实验。实验结果表明,改进TLD长时跟踪算法相比TLD算法在OPE精确度方面提升约5%,对待注册位置的跟踪速率提升约2倍,使得AR系统在复杂环境下的长时跟踪注册具有更好的稳定性和鲁棒性。     

面向新工科的"虚拟现实+先进制造"协同创新实践教学体系探索

为实现虚拟制造业创新发展,以数字化转型为核心、虚拟可视化技术为手段、数据流程优化重构为保障,开展面向新工科的"虚拟现实+先进制造"协同创新实践教学体系探索,以虚拟制造领域实际工程需求为导向,着眼于虚拟制造业关键共性技术攻关,通过开发虚拟柔性制造、3D虚拟打印、虚拟装配、全生命周期管理和虚拟维修维修等系统,加速制造业新产品、新技术的产业化进程,培养虚拟制造业相关领域的专业人才,构建包含高校、科研、企业及产业的虚拟制造领域完整产教融合生态圈.     

基于GUM的叶轮数字风速仪不确定度分析与评定

叶轮数字风速仪目前没有检定规程,需要采用高一级标准进行校准,才能确保使用中测量数据的准确、可靠,为了表征校准结果的可信赖程度,基于GUM法分析并评定叶轮数字风速仪的测量不确定。首先依据测量数学模型制定测量方案,选取2、5、10、15、20m/s校准点对AM-4202型叶轮风速仪进行10次重复性校准,然后采用GUM法分析校准过程中不确定度的来源,选取合理的概率分布计算不确定度分量,最后计算得到扩展不确定。结果表明,除了重复性引入的不确定度,测量环境、标准皮托管的等级、安装时与气流方向的夹角、数字压力计的等级、风洞本身的性能以及数据修约都会影响测量结果的不确定度,在计算合成标准不确定时应全部考虑,以确保测量结果更加准确、可靠。     

示范性虚拟仿真实验项目的建设与探索

分析虚拟仿真实验项目建设中自主研发能力不够、开放共享不足、质量不高等主要问题,结合兰州交通大学持续推进虚拟仿真实验教学中心建设和实验项目建设的实践,提出由浅入深、循序渐进地探索虚拟仿真实验项目建设方案。以"数据与场景驱动的高速列车运行控制虚拟仿真实验"国家虚拟仿真实验项目的申报和建设为例,针对现场实习风险大、费用高、难以开展实践教学等问题,介绍在深度融合实际工程数据的基础上,采用虚拟仿真技术真实再现高速铁路列车控制全过程。     

基于改进KCF的跟踪注册方法

针对三维注册易受环境以及目标跟踪检测算法耗时严重、精度低的影响,提出改进KCF(I KCF)的跟踪注册方法。该方法分为4步：（1)利用正则最小二乘分类器的样本训练来获取尺度核相关滤波器和位置信息;（2)搜索尺度核相关滤波器和位置输出响应最大值,完成尺度和目标位置的检测;（3)借鉴MOSSE跟踪器更新方法对模型更新;（4)采用ORB算法对目标位置特征检测并计算出注册矩阵。选取视觉跟踪基准数据集中的6组数据以及拍摄的视频序列仿真实验。仿真结果表明,当目标位置发生旋转、缩放、部分遮挡、光照和运动模糊时,I KCF在精确度、成功率以及效率上总体优于KCF、TLD、Struck和CT算法;且目标位置与OpenGL立方体注册融合度较高;基于I KCF的AR系统具有较好的实时性、稳定性和鲁棒性。     

MEEM跟踪和改进ORB特征检测的三维注册方法

针对增强现实系统三维注册在线跟踪模型漂移问题,以及特征检测算法耗时问题导致的注册失败。提出一种基于MEEM跟踪和改进ORB特征检测的三维注册方法。通过MEEM算法对移动对象区域跟踪。对跟踪的目标位置采用ORB算法检测特征点时,采用多尺度空间理论提取稳定特征点,并且采用改进决策树的递归调整方式,同时对特征检测参数设置。利用相邻帧之间特征点的匹配关系求得三维注册矩阵;将跟踪数据集与OpenGL生成的立方体模型进行跟踪注册仿真实验。仿真结果表明,改进ORB特征检测算法对待注册区域的检测具有尺度不变性、更高稳定性以及特征分布均匀,误差相比ORB算法降低约42%,该注册方法在运行过程中基本能够保证误差在7 mm以内;使得AR系统具有较好的实时性、精确性和鲁棒性。     

基于改进PBFT的区块链工程监理数据共享模型

为有效地解决云环境下工程监理数据流转中存在的数据安全得不到保障、各项目参建方间信任成本高等问题，提出一种基于改进实用拜占庭容错(Practical Byzantine Fault Tolerance, PBFT)的工程监理数据共享模型，结合星际文件系统(InterPlanetary File System, IPFS)实现监理数据的分布式安全存储，并通过智能合约保障数据上链、查询过程的高效性、透明性。针对PBFT算法存在的通信复杂度高、算法本身无法避免拜占庭节点担任主节点等问题，引入节点信任度评价模型对PBFT算法进行改进。进行仿真实验分析评估模型的安全性及算法性能，所得结果满足工程监理场景下对于数据共享的要求。通过对比分析得出，模型在共识效率、吞吐量和算力需求等方面相较于其他模型更有优势。