虚拟演播室系统中的无限蓝箱技术

虚拟演播室是虚拟现实技术在电视制作领域中的一项崭新应用。无限蓝箱技术通过外部生成的键信号,将前景视频图像中非蓝箱内的景物滤除,使摄像机的运动可以不受实际蓝箱尺寸的限制。针对任意形状的蓝箱结构和摄像机的任意自由度运动,提出了虚拟演播室系统中通用的无限蓝箱算法,该算法根据蓝箱实际的透视投影变换过程,精确提取蓝箱区域,生成色键信号。实验结果证明,该算法生成的色键区域精确、计算简单、通用性强,很好地满足了虚拟演播室系统的要求。     

面向移动单摄像机的多目标跟踪算法

针对移动单摄像机采集的视频序列中的运动多目标,重点研究了基于目标间的相对运动信息和数据关联策略的在线多目标自动跟踪器。利用目标间相对运动模型实现目标轨迹的恢复,减少目标轨迹碎片。运用事件匹配算法改进当前帧的检测响应与过去轨迹的分配,并降低跟踪过程中的目标身份转换次数。实验结果表明:该改进算法较原算法能够对序列中目标跟踪定位得更加精确,减少了轨迹碎片和身份转换次听语音 聊科研与作者互动数,在TUD-Campus序列上达到了与国际前沿多目标跟踪算法相当的效果。     

三维信息提取系统研究

建立了从两幅图像提取三维信息的数学模型,应用广义逆法,求解三维坐标的超定线性方程组.推导了通过摄像机校准来确定摄像机参数的数学过程.最后通过图像测量实验验证了以上算法的正确性.     

基于二维图像的三维信息提取研究

建立了从二维图像提取三维信息的几种数学模型,推导出通过摄像机校准来确定摄像机参数的数学过程.最后给出图像测量实验的程序框图,并验证了以上算法的正确性.     

基于菱形模板的摄像机标定方法

在传统的基于平面模板的摄像机标定算法和基于3个非线性点在特定运动下的标定算法的基础上,提出了一种基于菱形模板的摄像机标定算法,本算法只需要知道菱形的一个夹角就能标定出摄像机的内参数矩阵。弥补了传统算法在标定时需要知道特征点世界坐标的不足,减少了制定模板世界坐标带来的误差;同时本算法不需要菱形特征点做任何运动,避免了旋转特征点带来的人为误差。该算法的标定精度仅取决于特征点检测的精度,实验结果验证了该文算法的有效性。     

移动摄像下的目标跟踪算法

移动摄像下的目标跟踪,可能由于摄像机的移动和复杂背景,出现目标模型变化较大,目标相对运动速度较快,背景遮挡等问题,对算法的实时性和鲁棒性要求更高。提出了一种组合二帧差分法、均值漂移算法(Mean Shift)和卡尔曼滤波(Kalman filtering)的跟踪算法。该算法首先设计了基于加速稳健特征匹配算法(SURF)的二帧差分法消除摄像机移动的不良影响,然后由卡尔曼滤波给出目标的预测位置,并以此为中心,初始化Mean Shift算法进行目标跟踪。此方法提高了空中武器装备稳定跟踪和打击坦克等地面目标的能力,为反坦克等军事领域提供了新的改进方向。实验结果表明,在移动摄像下,该算法较几种传统的跟踪方法都具有更好的跟踪性能。     

用神经网络变易有效焦距的摄像机标定法

针对传统摄像机标定中由于像差等非线性因素的影响造成结果精度和稳定性不高且算法复杂的特点 ,提出了用 4层前向神经网络模型变易摄像机横纵向有效焦距的方法。给出了摄像机标定结果和用标定后的摄像机进行三维立体测量的结果 ,并与传统方法作了对比。结果表明 ,基于神经网络的摄像机标定方法可以获得比传统方法更高的精度和稳定性     

三星系统对地面机动目标无源定位的IMM算法

研究了三星测时差无源定位系统对地面机动辐射源定位与跟踪的滤波算法问题.将IMM滤波器应用到三星时差定位系统中,采用三模型组合的IMM滤波算法,首先通过时差测量参数计算出粗略的定位结果,接下来采用IMM滤波算法逐步估计出机动辐射源的速度和加速度,并修正初始的定位结果,提高定位精度.仿真结果表明,基于IMM滤波器的三星时差定位系统具有较快的收敛时间、较高的跟踪精度和适中的计算复杂度,能够对不同强度的机动目标进行定位与跟踪,很好地解决了三星时差定位系统对地面机动辐射源定位跟踪的算法问题.     

对运动目标多站时差定位和被动跟踪方法

针对对运动目标的被动定位跟踪问题,建立了对运动辐射源多站时差定位及被动跟踪的数学模型,研究了基于扩展卡尔曼滤波(extended Kalman filter,EKF)的被动跟踪算法。首先,对运动目标建立了二阶常速运动模型,利用实时的时差定位结果和误差协方差矩阵作为扩展卡尔曼滤波的初始值和初始协方差进行被动跟踪;然后,进行了对运动目标定位跟踪的场景仿真,结果表明:扩展卡尔曼滤波实现了对时差定位实时结果平滑作用,使用该方法定位精度大大提高,目标轨迹更明显;最后,通过工程试验验证了该算法的有效性。     

单标预校的水下定位网络节点位置校准方法

针对水下定位网络节点校准耗时费力的问题及隐蔽校准的需求,提出了一种某一应答器预先校准的位置校准方法。该方法利用自主水下航行器(autonomous underwater vehicle,AUV)辅助进行应答器位置校准。首先,利用已校准应答器通过基于无迹卡尔曼滤波(unscen-ted Kalman filter,UKF)的单标距离辅助定位方法修正AUV自身定位误差;然后,利用基于容积卡尔曼滤波(cubature Kalman filters,CKF)的同步定位与建图(simutaneous localization and mapping,SLAM)方法估计其它未校准应答器位置。仿真结果表明:该方法不要求AUV具有高精度的初始位置,可同时实现AUV自身定位误差修正和应答器位置校准。     

基于图像的虚拟战场环境

简要总结了IBR技术的发展和现状,比较了各种模型的特点,分析了虚拟战场环境生成应包含的内容,提出了实现该环境需解决的关键技术.采用多同心圆可以构建大范围场景视点模型,分析了一种基于基础矩阵的相机参数标定方法,实现了一种基于面积和特征线的图像整合算法,对战场图像采集存储提出了初步方法.最后提出了系统实现的基本框架,为进一步研究打下了良好的基础.     

基于对偶四元数的单目视觉/惯性组合导航算法

提出一种适用于结构化道路的单目视觉/惯性组合导航定位算法.针对点特征匹配和连续多帧追踪受车速和相机视野制约的不足,提取道路上车道线的直线特征,引入对偶四元数描述直线特征.在基于对偶四元数的相对位姿估计算法的基础上,推导了图像特征增量与相机位姿增量的表达式.通过配准和时间同步,用惯导系统和相机分别解算的载体速度之差作为组合导航的观测量,建立kalman滤波修正组合导航系统的误差,包括相机测速标度因数误差.车载实验结果表明在结构化道路上算法是有效的.     

某型工程车虚拟操作训练环境设计

采用基于Vega和Creator的虚拟现实仿真机制和人机交互设备,构建某型工程车训练仿真系统虚拟操作训练环境。根据位置跟踪传感器跟踪受训人员手的位置和姿态,使用数据手套获取受训人员手部各关节数据,驱动虚拟手实现人机交互,完成虚拟操作训练任务,并采用前馈神经网络模式识别法和空间位姿判别法,分别对静态手势和动态操作命令进行识别。     

一种摄像机成像误差的程序化修正方法

运用函数逼近与统计检验理论对摄像机成像误差修正法进行了研究,提出一种程序式的修正方法,使成像误差修正过程无需凭人工经验反复尝试,提高了误差修正的质量与效率     

基于Virtools 4.0的某型船艇柴油机虚拟维修关键技术研究

针对目前船艇柴油机维修训练方式,提出一种基于Virtools 4.0的虚拟维修方法,并对虚拟维修中的虚拟维修建模技术和虚拟维修仿真技术进行研究讨论,重点分析了场景优化、碰撞检测以及交互式维修过程仿真等关键技术。根据实际维修过程,制定虚拟维修训练流程图,编写交互式维修过程实现程序,实现了对船艇柴油机的虚拟维修仿真。最后结合自身的开发经验总结出Virtools 4.0应用中应注意的几个问题。通过对基于Virtools 4.0的虚拟维修关键技术研究,为船艇柴油机虚拟维修训练系统设计开发提供了一定的理论依据。     

基于虚拟现实技术的空天作战效能评估研究

首先介绍了空天作战效能评估的常用方法,然后结合虚拟现实技术,提出了一种利用虚拟现实技术对空天作战效能进行评估的新方法,该方法将作战效能评估与虚拟现实技术相结合,总结了在虚拟现实条件下进行空天作战效能评估的指标体系,并对空天作战虚拟现实效能评估系统进行了研究,结果表明该方法具有快速、高效、准确和直观等优点,能够使传统的作战效能评估更加形象、直观.     

三维管理信息系统的摄像机控制分析与改进

在基于三维场景的管理信息系统中,摄像机作为人机交互的媒体直接决定场景对于管理人员的可视效果。针对全景摄像机控制方式选取问题,从位置和方向两个方面进行分析,提出了全景摄像机控制的两种改进方法。采用V irtools进行程序设计,通过实验测试表明,采用改进后的摄像机控制方法避免了操作人员对地形全貌观察的烦琐键盘操作,降低了对硬件性能配置的要求,增强了场景对于用户的可视效果,提高了管理工作效率。     

镜头表面附着雨滴的检测和去除方法综述

视觉系统是自主无人系统的重要组成部分,附着在相机镜头表面的雨滴会在图像中产生伪影,造成图像质量退化,进而显著影响视觉系统的性能。为此全面深入地调研了近年来附着雨滴的检测和去除方法,凝练了附着雨滴检测和去除问题的本质,并总结了现有方法中使用的雨滴成像模型;从基于模型、基于数据驱动和基于摄像系统三个方向分类梳理了不同的技术方法;从网络架构和损失函数两个方面详细概述了深度网络模型的发展;汇总了现有文献中公开的附着雨滴数据集,并通过实验结果对部分算法的性能进行比较;讨论了检测和去除附着雨滴任务中存在的主要问题,并对该领域未来可能的发展方向进行了展望。