基于区块自适应网格的全球地形快速绘制算法

在基于球面剖分的全球地形数据组织模型基础上,实现了一种视点相关的全球地形数据快速调度与可视化的算法。提出了一种基于区块纹理分辨率的自适应目标层次模型提取方法,能够快速准确地得到视点相关的正确细节模型,且算法的时间空间复杂度与全球地形模型的数据量无关。进而通过利用区块结构的一致性进行高效的外存数据调度,尽可能地减少了系统I/O带来的性能瓶颈,在实现数据重利用的同时很好地管理了内存消耗。实验表明,基于该算法可以实现全球地形的高效绘制,并且对硬件配置要求很低,具有很好的实用性。     

基于曲面纹理映射的图像对象阴影快速生成方法

在虚拟环境中，对象阴影的轮廓与在光源位置对对象的观察视图相同。通过对图像对象的视图载体进行网格化分割，对每个网格点基于光线跟踪算法计算投影点，基于光源位置计算对象阴影轮廓，从而提出了一种三维地形场景中基于曲面纹理映射的图像对象阴影快速生成方法，并对算法的性能进行了分析。实验表明，在动态光照条件下，该方法在增强对象真实感的同时，能够获得较为理想的场景渲染实时性。     

虚拟手术仿真中碰撞检测问题的研究

虚拟手术仿真是虚拟现实技术医学领域的一个重要应用，快速精确的碰撞检测是虚拟手术仿真的基础。现有的碰撞检测方法虚拟手术仿真中人体组织模型变形和拓朴结构变化等问题，本文给出了一种基于固定方向凸包包围盒的碰撞检测方法，它不仅在速度上较以往的方法有一定的提高，而且能有效地解决虚拟手术仿真中出现的各种新问题。     

基于统计学习的逆向运动学实现方法

基于统计学习的思想,提出一种逆向运动学实现方法。角色动画运动数据维数较高,各维度之间存在相关性,直接对其分析计算复杂度高。该方法基于高斯过程隐变量模型对运动数据降维,将高维运动数据映射到二维隐空间,对隐空间数据进行聚类,寻找样本运动数据的典型姿态,典型姿态张成的子空间保留了样本运动数据的主要特征和规律。结合末端约束,对典型姿态进行加权优化,得到满足末端约束的最佳姿态。实验表明,该方法取得了较好的效果。     

离散特征点探测算法

在建立新的特征点响应函数的基础上，提出了一种特征点探测算法，算法以图像分块为基础，通过计算每一分块内的特征点，进行特征点连通集约简获得离散特征点集，实验证明，算法效率得到了较大提高，解决了使用全局特征响应阈值造成的特征点聚集和不敏感特征点被错误剔除的问题．     

基于小波变换和GPU加速的地形绘制技术研究

研究基于GPU和小波变换的海量地形数据实时绘制技术,通过小波变换构造地形网格的动态多分辨率模型,利用小波完备的数据重建功能,实现不同分辨率数据间的实时转换,减少从慢速外存向内存读数据的时间开销,提高绘制效率。通过小波渐近绘制算法解决不同分辨率模型间的平滑过渡问题,通过扩大了小波变换的采样范围解决块间小波变换的边界问题,通过顶点数据拟合算法解决相邻地形块间的裂缝问题,优化GPU的地形遮挡剔除算法,挖掘GPU的通用计算能力,在加速几何绘制的同时加速小波变换,进一步提高算法的效率。     

分层法地形可视计算

地形可视计算在军事侦察、土地管理以及建筑学等领域都有重要的研究意义。地形可视计算领域的LOS(line ofsight)算法有在空间上计算不平衡的问题。提出了一种分层地形可视计算的改进方法。该方法通过对地形区域进行分层,使地形可视计算在空间上相对平衡。与增量法进行比较,运算效率有了较大的提升。     

融合视惯传感数据的非接触式物体尺寸获取方法

从视觉数据和惯性测量单元(Inertial Measurement Unit, IMU)数据各自的特点出发,利用计算机视觉三维重建技术从视觉数据中恢复视觉传感器的六维位姿信息,分析计算惯性测量数据和视觉位姿数据的时空关系,实现融合视惯传感数据的场景重建及尺度估计,进而获取待测对象的绝对物理尺寸数据。上述方法在实验数据上取得了相对误差约为3%的非接触式物体尺寸估计结果,由于该方法无需在待测场景中嵌入额外标定物或辅助定位装置,具有较好的灵活性和适用范围。     

基于连续球面剖分的全球地形数据组织模型

基于正八面体球面剖分的思路,提出了一种对全球地形数据进行组织管理的方法。该方法扩展了QTM的定义,采用了一种新颖的经纬度相关的编码方式,可用于对数据进行快速地检索与调度。同时采用了批量处理的策略,将模型的基本单元从单一三角形变为批量三角形的集合—区块,大大减少了调度过程中CPU负担。并针对区块的数据结构,设计了一种紧密集成的存储方式,减少了系统I/O的代价,便于数据的调度与管理。整体模型结构明确,存储高效,调度方便,能够很好地支持全球范围下地形数据处理与可视化的应用要求。     

基于近似相机内参数的精确三维欧氏重建算法

提出一种并不需要精确知道相机内参数情况下序列图像的精确三维欧氏重建算法,与传统分层重建策略相比,利用现有数码相机的技术参数估计初始内参数,对序列图像进行准欧氏重建,避免了复杂繁琐的自定标过程。虽然从严格意义上讲,准欧氏重建方法的初始结果仍为射影重建,但场景的结构已经非常接近欧氏模型,进一步通过基于最小化重投影误差的光束平差方法可以得到精确的三维欧氏模型,仿真数据以及真实图像的实验结果验证了算法的有效性和精确性。