面向立体显示的点采样栅格优化策略及其性能分析

针对一般笛卡尔采样数据量大的局限性,提出了基于体心立方(body center cubic, BCC)栅格的点采样方法,给出了采样矩阵的定义,分析了BCC格型的空间排布优势,设计了基于体心立方的优化采样策略,包括栅格的划分、物理空间和采样空间的坐标映射,采样密度和采样矩阵计算.将该方法与一般笛卡尔栅格进行了性能分析和比较.实验结果表明,BCC栅格采样比一般笛卡尔栅格减少30％的体数据量,加快了立体数据的预处理速度,并在立体显示中取得了较好的视觉效果.     

飞来峡流域基于栅格DEM的分布式水文模拟

基于栅格DEM的分布式水文模型能利用DEM提供的流域地形,包括流域边界、坡度、坡向、河网等特征信息,充分考虑下垫面条件的不均匀性及空间尺度相耦合性.以集水面积34097km2的飞来峡水库流域为例,利用SRTM90m精度的DEM资料提取流域特征信息和划分水系和子流域,采用基于栅格DEM的分布式水文模型来计算每个栅格的产汇流,河道汇流采用马斯京根法,参数率定采用SCE-UA优化算法.结果表明:一个结构简单、物理过程明确、参数较少的栅格DEM分布式模型可以被用于大中型流域的水文模拟,以更好地利用流域地形特征信息和描述流域水文过程.     

基于4D Shepard 曲面的点云曲率估算

为了高效处理大规模点云数据，提出了一种新的曲率估算方法.该方法基于空间六面体栅格分割点
云，针对每个栅格中的测量点逼近局部二次抛物面，通过计算并检查抛物面的最小采样密度和自适应划分
栅格来构建符合给定允差的局部曲面，使用步进法对曲面进行采样，利用坐标转换法计算每个采样点的曲
率、插值采样点的坐标和曲率来构造全局4D Shepard 曲面，并快速计算点云中每个测量点的曲率.结果表
明，该方法通过Shepard 曲面插值点的简单线性组合估算曲率，无需构建三角网格，具有复杂度低，实用
性强的特点.应用该方法能够快速、准确地获取大规模离散数据的曲率值.     

基于栅格的空间连接查询

空间查询的效率估计是空间数据库中一个重要问题.空间操作交运算是最常用的谓词.但是,两个空间对象的精确相交测试是空间连接过程中最耗时、最耗I/O的.空间对象近似的使用可以减少为了相交对象而检查空间对象的具体形状的必要性.本文提出了一种新的栅格近似(三色栅格标识图-3CRS)来表示不同的数据类型,被用作查询处理中的过滤器.并给出了实际数据测试(多边形、线、点)的实验,结果表明,本文所提方法是有效的.     

面向立体显示的点采样栅格优化策略及其性能分析

针对一般笛卡尔采样数据量大的局限性，提出了基于体心立方（body-center cubic，BCC）栅格的点采样方法，给出了采样矩阵的定义，分析了BCC格型的空间排布优势，设计了基于体心立方的优化采样策略，包括栅格的划分、物理空间和采样空间的坐标映射，采样密度和采样矩阵计算．将该方法与一般笛卡尔栅格进行了性能分析和比较．实验结果表明，BCC栅格采样比一般笛卡尔栅格减少30％的体数据量，加快了立体数据的顸处理速度，并在立体显示中取得了较好的视觉效果．     

基于改善的射线相交法快速计算复杂几何距离场

为了提高几何距离场的计算速度,提出一种新的应用改善的射线相交法进行复杂几何距离场快速计算的方法.首先,通过扫描或者取样获得二维数据点集,其次,将该数据集有序排列且用一个包围盒包围并均匀子分到指定的分辨率,再次,针对每个栅格点,找到其窄带范围内的所有点,从栅格点构造射线与窄带相交,从而应用射线相交法判断窄带范围内的栅格点符号,最后,通过几个工程实例验证该方法的有效性和精确性.     

一种基于栅格的高效空间连接查询研究

空间连接可以看作是两个集合的笛卡尔积的子集,所以对对象的相交查询非常耗费时间和I/O的。很多的文献中都是使用过滤器以减少测试对象来提高空间连接查询效率,对栅格图层的查询优化,一般使用空间对象近似以减少为了相交对象而检查空间对象的具体形状的必要性。本文将提出一种新的效率评估方法,目的在于提高查询结果的准确性,经过试验证明该方法有效。     

基于边特征的点云数据区域分割

为了提高反求工程建模的效率,提出了一种基于空间栅格的区域分割方法.该方法采用二次抛物面模型计算散乱数据点的曲率,利用空间栅格结构建立散乱点的拓扑关系,根据栅格中数据点与栅格中心点的相对位置计算栅格曲率以及相邻栅格间的曲率差值,由曲率差函数判别并抽取边特征栅格.通过特征栅格的空间位置与曲面栅格的连通性实现了空间散乱数据的区域分割. 工程应用实例表明: 该方法能够直接处理点云数据而无需构建三角网格,具有运算简单,稳定性高等特点.可有效解决具有曲率突变性的点云数据的区域分割及特征提取问题.     

海战场栅格传输网络带宽扩展技术

为了满足海战场各种战术计算资源共享和协同使用的要求,通过在海战场信息栅格网络本域、外域和全域进行传输网络的拓扑控制,并通过强连通群拓扑控制算法对海战场信息栅格网络进行分群,该算法在外域网络使用集中式控制,在全域网络上则使用分布式控制,以减少海战场栅格节点的功率消耗和互相干扰。此外提出海战场栅格自适应预留带宽技术,使得海战场信息栅格的网络带宽得到充分、有效、合理的利用。最后通过搭建的初步验证环境验证了提升带宽后的资源利用率,说明该调度方法具有良好的实用性能。     

一种新的构建Voronoi图的栅格方法

鉴于构建复杂发生元的Voronoi图的矢量方法的困难性，提出了一种新的栅格方法．该方法是通过确定每个栅格的归属来定义Voronoi区域．为了减少计算时间，设计了一种搜索某个栅格所属最近发生元的方法，它是根据对于该栅格而言发生元栅格所处的象限位置来计算的．利用了地理信息系统软件Arc／Info的功能模块Grid来实现矢-栅数据、栅-矢数据的转换和图形显示．该方法是实现发生元为任意复杂图形的Voronoi图的一种有效方法，与矢量方法相比只有一个栅格的误差，其计算机时随着栅格变小而增加，但随着发生元所占栅格数量的增加而减小。     

基于4CDRS的空间连接查询

提高空间查询效率是空间数据库方面备受关注的一个问题,而空间操作交运算又是最常用的谓词.空间操作交运算的主要对象是多边形和线,针对空间线对象,通过存储线的偏移方向,来保存线的走向的这样一种对象压缩的近似栅格表示,并且用不同颜色代表了对象和单元格之间不同的相交类型.这种新的栅格近似即四色偏移栅格标识图(4CDRS).将4CDRS用作查询处理中的过滤器,并设计出相应的测试算法.     

水下机器人标图中的传感器关联信息处理方法

分析了水下机器人在标图任务中对传感器关联信息处理的必要性，通过采用全局栅格划分和证据理论方法，把传感器信息进行可信度分配并在栅格中累积可信数，以此作为证据来修正目标的位置，实例证明该方法提高了水下机器人对目标定位的准确性。     

动态3D虚拟场景并行化光线跟踪加速结构设计

为提高光线与虚拟场景几何面片求交的计算效率,提出一种基于混合模式的空间加速结构。该方法改进传统的层次包围盒,把细分层次包围盒与空间均匀网格划分相结合,实现了可并行的混合空间加速设计。此外,把帧间可重用的数据抽取至数据缓存,建立多几何群组的加速结构共享,实现了光线跟踪算法的并行优化。实验证明,该混合加速结构能有效加快光线跟踪的光线场景求交判断速度,快速实现光线跟踪并行化计算。     

一种机器人的栅格-语义地图构建方法

基于点云插入或分割的语义地图构建方法存在空间复杂度高、计算资源消耗多等问题,针对以上问题,提出一种移动机器人的栅格-语义融合地图构建方法。首先,运用激光雷达构建栅格地图作为融合地图的框架;然后,采用YOLO-v3-tiny获取环境语义信息,并将其属性信息及其在3D环境中的笛卡尔坐标映射至栅格地图,形成上层语义地图;最后,通过随机采样和K-means对空间区域进行划分。实验结果表明,所提方法能实时获取环境结构的信息和语义信息,所构建的融合地图为目标搜索任务提供语义信息引导,相比穷举式目标搜索,减少了74.8%的时间代价,提高了目标搜索任务的执行效率。     

一种交错式栅格法数字地图及其应用

简述了数字地图在对地攻击中的研究现状 ,结合栅格法数字地图和矢量化数字地图的优点 ,提出了交错式存储栅格法 ,其存储量减小 ,并改进了二维插值算法 ,形成交错式栅格存储结合修正的二维三次卷积插值构成的交错式栅格法数字地图 ,数字仿真表明该数字地图在存储量、计算量和精度上都满足对地攻击的需求。     

一种基于改进的蚁群优化算法的三维空间路径搜索算法

针对传统二维平面的随机搜索算法——蚁群优化算法不能满足三维空间路径搜索以及快速性要求等问题,提出了改进的方法。基于栅格离散方法创建空间环境地图,通过引入搜索主方向、可视域及可行域等定义将搜索算法扩展至三维空间,建立了三维空间下的蚁群优化算模型,并给出该方法的搜索流程。而后根据此模型及流程实现了仿真程序,得到仿真结果,并与传统方法做出了分析比较,得出该改进方法具有较快的收敛速度、较好的稳定性和更高的计算效率。     

基于A*算法在蜂巢栅格地图中的路径规划研究

为了提高栅格地图中路径规划的质量和效率,研究了采用不同类型的栅格建立栅格地图的方法,并分析了在相同环境、相同路径规划算法的情况下,不同类型栅格对最终规划路径的影响.仿真结果表明,采用正六边形栅格(蜂巢栅格)的栅格地图相比于传统栅格的栅格地图(如正方形栅格地图、菱形栅格地图和三角形栅格地图)在障碍物信息描述方面更具有优势,规划出的路径长度最短,效率较高.     

基于层次包围盒和光线追踪的两步法碰撞检测技术

为了实现虚拟现实场景中物体间的实时碰撞检测,结合层次包围盒和光线追踪算法的优点,提出了一种新的两步法碰撞检测技术.利用层次包围盒法进行预处理优化,快速排除不相交的包围盒,将预处理结果直接传递给后续精确检测模型.采用光线追踪法在一维空间迅速搜索到具体碰撞点对,并返回点对间的距离和表面法向量等碰撞响应所需的量.预处理阶段和精确碰撞检测过程中的输入都存储在相同的数据结构,即八叉树中,减少了冗余的计算量.仿真实验表明,两步法碰撞检测技术对点对间的碰撞检测具有较好的准确性和高效性.     

无线Mesh网络不相交组播路由的构建方法

为有效提高无线Mesh网络组播路由的拓扑容错能力以及资源利用率,首先描述了单棵组播树拓扑容错能力的不足,其次建立了优化模型,最后提出了基于增广不相交路径的不相交组播树构建方法。该方法以无线链路干扰作为链路权重,求解源节点到目的节点以及目的节点之间的不相交路径,通过寻找增广不相交路径来保持各个组播树之间的不相交,最后得到不相交组播树。通过仿真对比分析,提出方法在目的节点数量从3到10的情况下,求解多棵不相交组播树的成功比例平均提升47.13%,而且平均吞吐量和平均时延性能也分别提升4.91%和5.16%,验证了该方法的正确性和有效性。     

杆系结构优化设计模型的快速评估方法

为提高空间钢结构初步设计过程中方案筛选的效率、节省杆件截面迭代过程的计算量,提出了一种针对空间杆系结构模型的快速评估方法,基于单一截面杆件结构模型,依据一次有限元结构分析结果估算结构用钢量,实现模型整体受力性能评估,并且以平板网架为例对该方法进行了测试.结果表明:该估算方法得到的结构用钢量与截面迭代优化后实际用钢量吻合...