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多模态文本视觉大模型机器人地形感知算法研究
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作者 孙浩 谢滔 +5 位作者 何龙 郭文忠 虞永方 吴其军 王建伟 东辉 《图学学报》 北大核心 2025年第3期558-567,共10页
为提升机器人在动态复杂环境下对地形的智能感知能力,提出了一种基于多模态文本视觉大模型信息融合地形分割算法,集成了SLIC图像数据预处理、CLIP和SAM掩码生成模块、Dice系数后处理。首先,对原始输入图像进行SLIC预处理,得到图像分割子... 为提升机器人在动态复杂环境下对地形的智能感知能力,提出了一种基于多模态文本视觉大模型信息融合地形分割算法,集成了SLIC图像数据预处理、CLIP和SAM掩码生成模块、Dice系数后处理。首先,对原始输入图像进行SLIC预处理,得到图像分割子块,通过增加提示点提高后续掩码质量,可显著提高地形分类准确度。然后,通过文本-图像预训练大模型CLIP,将输入视觉图像和预设地形文本信息进行匹配,并借助其可解释性和零次学习,生成各地形提示点集合。由SAM大模型接受上述集合生成带有语义标签的掩码数据,并通过Dice系数后处理筛选可用掩码。以Cityscapes数据集为地形分割样本,验证了该算法相较于监督和无监督学习框架下主流分割算法的优越性,在无需标记数据的情况下,实现了76.58%的有效掩码生成率,IoU达到90.14%。针对四足机器人地形感知任务,添加U-net编/解码器网络量化验证模块。以生成掩码作为数据集,构建轻量化地形分割模型,部署在四足机器人的边缘计算设备,并在真实环境中开展地形分割实验。实验结果表明,2种掩码优化方法分别使模型MIo U提升了2.36%和2.56%,最终轻量化模型MIoU达到96.34%,地形分割精度可靠,该算法有效指导了机器人快速地从起点安全行进到目标地,并有效避开草地等非几何障碍物。 展开更多
关键词 深度学习 文本视觉大模型 足式机器人 地形感知 计算机视觉
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Research of Terrain 3D Visulization Method Based on IDL and Arcengine
2
作者 YANG Bin 《矿物学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期123-123,共1页
Study on 3D terrain visualization is a hot research topic in GIS, virtual reality, computer graphics, digital photogrammetry and other fields, is also an important part of the digital earth strategy. Try to take advan... Study on 3D terrain visualization is a hot research topic in GIS, virtual reality, computer graphics, digital photogrammetry and other fields, is also an important part of the digital earth strategy. Try to take advantage of IDL data processing and graphic display function and ArcEngine spatial analysis function, in the Visual c# under the environment of hybrid programming mechanism, use of component design and development of integrated development technologies analysis of terrain visualization application operating environment, realized the 3D digital terrain expression and spatial analysis function. The results show that the IDL and ArcEngine integrated development method applied to the 3D terrain visualization analysis software platform developed operability and extension force with strong, both in terms of space efficiency and image data analysis , development costs advantages. 展开更多
关键词 3D visualization DIGITAL terrain IDL ARCENGINE INTEGRATED development
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嫦娥六号降落图像导航定位技术
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作者 华宝成 李琦 +4 位作者 徐昌定 储光涵 李涛 王志文 张洪华 《空间控制技术与应用》 CSCD 北大核心 2024年第6期57-63,共7页
应用嫦娥六号的降落图像实现着陆器的导航定位.综合利用3种关键数据源(嫦娥六号着陆器的先验位姿数据、嫦娥六号降落相机拍摄的降落图像以及着陆区遥感影像和地形信息)作为降落图像导航所需的输入.应用先进的计算机视觉技术,将降落图像... 应用嫦娥六号的降落图像实现着陆器的导航定位.综合利用3种关键数据源(嫦娥六号着陆器的先验位姿数据、嫦娥六号降落相机拍摄的降落图像以及着陆区遥感影像和地形信息)作为降落图像导航所需的输入.应用先进的计算机视觉技术,将降落图像与地形信息进行配准和融合,实现正射影像特征点匹配和陨坑识别的视觉导航方法,实现了嫦娥六号落点的高精度定位.这一导航技术不仅适用于嫦娥六号任务,还可推广到其他月球和行星探测任务中,为未来深空探测提供了有力的技术支持. 展开更多
关键词 嫦娥六号 视觉导航算法 图像与地形配准 深空探测
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基于边界投射与GPU解析的铁路线路LoD网格场景建模方法 被引量:1
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作者 陈燕平 宋陶然 孙颖 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期2660-2671,共12页
层次细节(LoD)网格地形模型是构建铁路线路三维可视化场景的重要基础。然而,受制于LoD网格模型多层次、多尺度表达的复杂动态特征,以及经典LoD四叉树三维网格地形的独立、分块结构形式,在全球数字地形平台上进行铁路线路建模时,地形裁... 层次细节(LoD)网格地形模型是构建铁路线路三维可视化场景的重要基础。然而,受制于LoD网格模型多层次、多尺度表达的复杂动态特征,以及经典LoD四叉树三维网格地形的独立、分块结构形式,在全球数字地形平台上进行铁路线路建模时,地形裁剪开孔、线路地形融合等环节面临诸多难题。对此,提出全球LoD网格地形上基于外边界投射的铁路线路开孔建模方法,以及利用GPU顶点解析的铁路线路LoD地形动态融合叠置方法,从而实现铁路线路LoD网格地形三维场景高效建模。采取GPU与CPU相结合的办法,首先对地形裁剪区域进行过滤,屏蔽区域内的冗余三角形,留下开孔区域,对区域外围顶点通过投射到区域边缘的修正方式实现点位移动以完成边缘填充,从而避免规则网格上的三角网整合建模,实现复杂地形的规则网格兼容表达。然后,在为地形顶点设置全球统一纹理坐标的基础上,在GPU中对地形纹理与叠置图像分别建立不同的纹理坐标转换关系,实现两者的同模无缝表达,其中针对叠置图像的交互,采用仿射变换的方法突破多重空间非线性变换的困难,解决交互时纹理坐标转换的不同步问题。最终,通过某段184 km铁路线路三维建模案例进行有效性验证。研究结果表明:本文方法可对特定地形区域进行开孔裁剪,再利用GPU顶点解析使铁路线路与LoD地形叠置融合,实现外部铁路模型与真实地形的高效融合,铁路大场景三维建模的渲染效率可由40~70帧提升至55~77帧,优化比率约为30%。 展开更多
关键词 铁路线路 层次细节模型 地形裁剪 图像叠置 三维可视化
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风力机周围流场可视化平台设计与教学应用 被引量:2
5
作者 王相军 蒋丽凤 +1 位作者 杨俊伟 杨华 《实验技术与管理》 CAS 北大核心 2024年第5期173-180,共8页
风力机广泛应用于海上、陆上和建筑物上,而复杂的流固耦合特性成为制约风力机安全、高效、稳定运行的主要因素之一。风力机周围流场可视化在目前教学和科研中存在一定的困难和挑战。该文基于现有的风洞实验室平台,设计风力机气动流场可... 风力机广泛应用于海上、陆上和建筑物上,而复杂的流固耦合特性成为制约风力机安全、高效、稳定运行的主要因素之一。风力机周围流场可视化在目前教学和科研中存在一定的困难和挑战。该文基于现有的风洞实验室平台,设计风力机气动流场可视化教学实验方案和装置,旨在帮助学生直观认识不同风况下的风力机尾流特性和气动规律,阐明屋顶垂直轴风力机的耦合流动机理和流场变化规律,探明复杂地形和风力机周围流场的时空特征,量化不同参数对风力机流场的影响规律。同时,基于该平台探索“双碳”目标下风力机结构的混合式教学方法,建立教学中发现问题并解决问题的反馈机制。 展开更多
关键词 复杂地形 风洞试验 可视化平台 风力机 本科生教学
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基于改进Blinn-Phong光照模型的机载SVS地形着色方法
6
作者 俞键 杨世保 +2 位作者 赵宝奇 丁浩 冯国昌 《电光与控制》 CSCD 北大核心 2024年第2期92-97,共6页
三维地形着色技术是机载合成视景系统的重要技术之一,传统的纹理贴图需要大量纹理数据库存储资源,基于光线追踪的全局光照模型对嵌入式软硬件资源要求高。针对这一问题,设计了一种基于改进Blinn-Phong光照模型的机载合成视景系统(SVS)... 三维地形着色技术是机载合成视景系统的重要技术之一,传统的纹理贴图需要大量纹理数据库存储资源,基于光线追踪的全局光照模型对嵌入式软硬件资源要求高。针对这一问题,设计了一种基于改进Blinn-Phong光照模型的机载合成视景系统(SVS)地形着色方法,改进了光照模型,优化了顶点颜色映射、法向量计算算法。仿真试验结果表明,改进方法存储占用、内存占用显著低于纹理贴图,在CPU占用率、GPU占用率、显示帧率方面优于改进前,适用于机载合成视景系统应用场景。 展开更多
关键词 合成视景系统 三维地形可视化 Blinn-Phong光照模型
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基于VRML的三维地质体可视化研究 被引量:8
7
作者 芮小平 张彦敏 +1 位作者 董鹏 杨崇俊 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2003年第6期44-45,72,共3页
论文根据地学领域的实际情况,提出了一种在VRML环境下实现地质体三维可视化的方法。该方法采用双层高程格网分别模拟地质体上下表面,用普通三角网连接两层表面的边界,从而构成一个视觉上的三维地质体。最后,笔者综合运用VRML语言中Index... 论文根据地学领域的实际情况,提出了一种在VRML环境下实现地质体三维可视化的方法。该方法采用双层高程格网分别模拟地质体上下表面,用普通三角网连接两层表面的边界,从而构成一个视觉上的三维地质体。最后,笔者综合运用VRML语言中IndexedFaceSet节点和ElevationGrid节点中的coord、color、coordIndex以及normal等字段构造了一个能够在网络上运行的三维地质体,取得了良好的视觉效果。 展开更多
关键词 VRML 三维地质体可视化 地理信息系统 虚拟现实 计算机图形技术
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复杂环境影响下雷达探测范围三维可视化 被引量:27
8
作者 邱航 陈雷霆 蔡洪斌 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第5期731-736,共6页
提出了一种复杂环境影响下的雷达探测范围三维可视化方法。该方法以雷达方程为基础,主要考虑地形和电磁干扰影响下的雷达探测范围三维可视化。首先利用均匀采样法建立自由空间中的雷达探测范围模型,然后在获取数字地形高程的前提下,基... 提出了一种复杂环境影响下的雷达探测范围三维可视化方法。该方法以雷达方程为基础,主要考虑地形和电磁干扰影响下的雷达探测范围三维可视化。首先利用均匀采样法建立自由空间中的雷达探测范围模型,然后在获取数字地形高程的前提下,基于光的直线传播原理提出一种雷达探测范围受地形影响的算法,并实现了地形影响下的雷达探测范围三维可视化;以干扰方程为基础,实现了多干扰源情况下雷达探测范围三维可视化。利用基于视点的雷达模型简化方法,有效地提高了绘制速度。实验结果表明,该方法不仅效率高,而且能真实直观地展现雷达探测范围。 展开更多
关键词 三维可视化 细节层次 雷达探测范围 地形
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一种基于DEM数据的可视化数字地形绘制 被引量:11
9
作者 姚丽 陈杰 窦丽华 《北京理工大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第3期339-342,共4页
给出数字高程模型 (DEM)数据的存储格式 ,研究如何有效地读取 DEM数据 ,并把它转化为可以被Open GL 图形库所读取的数据格式的方法 .在此基础上 ,研究绘制三维地形涉及到的问题及其绘制原理 ,给出了利用 Open GL 图形库进行地形绘制的... 给出数字高程模型 (DEM)数据的存储格式 ,研究如何有效地读取 DEM数据 ,并把它转化为可以被Open GL 图形库所读取的数据格式的方法 .在此基础上 ,研究绘制三维地形涉及到的问题及其绘制原理 ,给出了利用 Open GL 图形库进行地形绘制的简单易行的实现方法 ,并给出实例 .最后 ,讨论了现存的几种地形简化方法 ,为解决基于 DEM数据的地形实时。 展开更多
关键词 可视化 数字地形 数字高程模型 地形绘制
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基于格网划分的海量地形数据三维可视化 被引量:22
10
作者 胡金星 马照亭 +1 位作者 吴焕萍 潘懋 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第8期1164-1168,共5页
首先按照格网划分方式对研究区域进行分割 ,采用与视点相关的静态LOD模型 ,在格网块内以四叉树进行管理 ,根据误差以二元三角树方式进行LOD模型预处理 ,并采用三角形条带进行若干不同层次的LOD模型文件组织 ;然后按照格网块进行视景体... 首先按照格网划分方式对研究区域进行分割 ,采用与视点相关的静态LOD模型 ,在格网块内以四叉树进行管理 ,根据误差以二元三角树方式进行LOD模型预处理 ,并采用三角形条带进行若干不同层次的LOD模型文件组织 ;然后按照格网块进行视景体投影裁剪 ,结合动态内存调用、多线程管理的数据引擎方法以及视觉光滑处理 ,实现了海量地形数据的三维可视化及漫游 实验结果表明 ,文中算法具有处理数据量无限制、效率高。 展开更多
关键词 格网划分 三维可视化 数字地形模型 细节层次模型 地形景观模型 虚拟现实 漫游 LOD模型
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一种根据等高线生成三维地形的方法 被引量:9
11
作者 唐凯 康凤举 +1 位作者 宋志明 褚彦军 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第2期268-269,273,共3页
提出了一种通过读取单色BMP格式的等高线图产生三维地形的方法。该方法对应每一个高程生成一个或多个多边形,再把代表不同高度的多边形放置到对应的高度上,并从最低端的多边形开始,逐层向上一层多边形采用沿各顶点法线放样的方法生成地... 提出了一种通过读取单色BMP格式的等高线图产生三维地形的方法。该方法对应每一个高程生成一个或多个多边形,再把代表不同高度的多边形放置到对应的高度上,并从最低端的多边形开始,逐层向上一层多边形采用沿各顶点法线放样的方法生成地形三角形。这种方法适用于生成锥形山、丘陵等小面积地区的地形模型。 展开更多
关键词 视景仿真 地形生成 等高线 BMP
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DTM在开采沉陷可视化预计中的应用 被引量:26
12
作者 柴华彬 邹友峰 刘景艳 《辽宁工程技术大学学报(自然科学版)》 CAS 北大核心 2004年第2期171-174,共4页
数字地面模型(DTM)具有强大的三维可视化分析和空间模拟功能,它可以代替等高线对地形表面的描述,能满足对等高线数据相同的各种需求。为了充分地利用地质、矿山等许多领域的三维原始数据,以开采沉陷预计为研究对象,首先提出了将DTM用于... 数字地面模型(DTM)具有强大的三维可视化分析和空间模拟功能,它可以代替等高线对地形表面的描述,能满足对等高线数据相同的各种需求。为了充分地利用地质、矿山等许多领域的三维原始数据,以开采沉陷预计为研究对象,首先提出了将DTM用于地表移动变形可视化预计的意义,然后对其DTM构造的思路和方法进行了研究,最后,结合实例,介绍了将DTM用于开采沉陷可视化预计可以得到的最终成果。 展开更多
关键词 DTM 开采沉陷 可视化预计 数字地面模型 煤炭开采
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一种基于图形硬件的海量地形实时可视化算法 被引量:13
13
作者 康宁 徐青 +1 位作者 周杨 蓝朝桢 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第17期3988-3992,共5页
利用基于图形硬件的地形可视化算法—Geometrical Clipmap算法的基本思想,简化了算法的实现细节,讨论了算法的纹理映射处理方法,同时使用了一种更为快速高效的视锥体裁切方法和裂缝消除技术,进一步提高了绘制速度。并利用该算法结合金... 利用基于图形硬件的地形可视化算法—Geometrical Clipmap算法的基本思想,简化了算法的实现细节,讨论了算法的纹理映射处理方法,同时使用了一种更为快速高效的视锥体裁切方法和裂缝消除技术,进一步提高了绘制速度。并利用该算法结合金字塔多分辨率层次模型以及多线程动态调用机制,实现了海量数据的实时可视化。 展开更多
关键词 地形可视化 LOD 多分辨率 瓦片金字塔 多线程
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基于分布式渲染架构的远程可视化研究 被引量:13
14
作者 郑利平 陈斌 +3 位作者 王文平 刘晓平 曹力 邝铮峥 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2012年第7期1438-1449,共12页
互联网带宽的增长催生了远程可视化,它有着更好的分享性、移动性和方便性.针对大规模数据的远程可视化问题,提出了一种基于Sort-Last的分布式渲染架构,给出了基于GPU的融合、抗锯齿等算法.该架构用于远程可视化的服务器端,包括渲染节点... 互联网带宽的增长催生了远程可视化,它有着更好的分享性、移动性和方便性.针对大规模数据的远程可视化问题,提出了一种基于Sort-Last的分布式渲染架构,给出了基于GPU的融合、抗锯齿等算法.该架构用于远程可视化的服务器端,包括渲染节点、融合节点和任务节点等3层结构,具有良好的可扩展性.基于此,实现了一个远程可视化系统Waterman,提供基于Internet的高精地形渲染和海洋排放口污水扩散可视化服务,并给出了详细的设计方法和技术细节,包括基于Raycasting的地形渲染算法、基于陆地掩蔽(mask)方法的海面渲染技术和基于图片、网格模型的客户端混合实现技术等.最后对该架构和系统进行了性能测试和分析.提出的方法实用、鲁棒、扩展性好,可为同类系统设计提供很好的参考. 展开更多
关键词 分布式渲染 并行渲染 远程可视化 地形渲染 Sort—Last
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一种基于现代GPU的大地形可视化算法 被引量:9
15
作者 潘宏伟 李辉 +1 位作者 廖昌阊 曾安祥 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第14期3241-3244,3275,共5页
地形渲染在计算机游戏,飞行模拟和视景仿真等领域的应用越来越广泛,随着渲染场景复杂度的增加,每次需要绘制的地形数量也越来越庞大。同时,新一代的显卡绘制能力的不断增强,原有的许多地形渲染算法已经不能很好的满足用户需求。在总结... 地形渲染在计算机游戏,飞行模拟和视景仿真等领域的应用越来越广泛,随着渲染场景复杂度的增加,每次需要绘制的地形数量也越来越庞大。同时,新一代的显卡绘制能力的不断增强,原有的许多地形渲染算法已经不能很好的满足用户需求。在总结现有算法的基础上,提出了一种基于现代GPU的地形渲染算法。该算法同样使用高程图作为地形数据,将地形分成很多小块,每次渲染时以块为单位,所有小块使用四叉树组织成一个层次化结构,不同层次的节点代表了不同细节层次的地形范围,并且采用了与Mipmap类似的细节简化方式,渲染时不需要对分块重新简化。为了保证CPU和GPU的负载平衡,将一些复用率高的地形分块缓存到显卡中,大大降低带宽需求。实验证明该算法可以更为充分利用图形处理器的加速能力,既能满足渲染精度要求也能达到一个较高的帧率。 展开更多
关键词 地形可视化 模型细节层次 几何缓存 GPU VBO
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基于格网划分的大数据集DEM三维可视化 被引量:36
16
作者 孙敏 薛勇 马蔼乃 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第6期566-570,共5页
提出基于格网划分的实时 L OD分层方法 ,该方法基于 DEM和影像数据固有的栅格特点 ,使用简单的几何算法即可实现 DEM数据的动态分层 ,计算量小 ,可实现对大数据集
关键词 格网划分 大数据集 DEM 三维可视化 地理信息系统
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三维地形数据的简化和空间分析的研究 被引量:8
17
作者 张立强 杨崇俊 刘冬林 《系统仿真学报》 CAS CSCD 2004年第3期608-611,共4页
全球地形场景的建模是一个极富有挑战性的课题。地形动态简化是构建三维地形场景和虚拟现实的重要内容,基于视相关的地形裁剪技术是动态简化庞大地形数据的重要方法。本文根据地球椭球的特性,提出了在当前LOD层次下,实时裁剪视景体中的... 全球地形场景的建模是一个极富有挑战性的课题。地形动态简化是构建三维地形场景和虚拟现实的重要内容,基于视相关的地形裁剪技术是动态简化庞大地形数据的重要方法。本文根据地球椭球的特性,提出了在当前LOD层次下,实时裁剪视景体中的地形数据的算法。精确拾取地形点的三维大地坐标是进行正确的三维空间分析和查询操作的基础,也是3DGIS研究中的一个难点;而可视性分析是三维空间分析的重要研究内容。本文给出了这些的问题的算法。实验证明,这些算法具有较好的实用性。 展开更多
关键词 全球地形可视化 地形裁剪 3D大地坐标 可视域分析
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地理信息可视化关键性技术研究综述 被引量:6
18
作者 芮小平 张彦敏 杨崇俊 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2003年第22期1-2,5,共3页
可视化技术为分析和处理海量信息提供了新的手段。该文讨论了目前地理信息可视化中2.5维、三维以及多维可视化3个研究领域的国内外研究现状,并在此基础上提出了今后的研究方向。
关键词 地理信息可视化 地形可视化 体视化 多维可视化
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大规模地形实时可视化算法 被引量:14
19
作者 韩敏 汤松涛 李洋 《计算机工程》 CAS CSCD 北大核心 2008年第13期270-272,共3页
提出一种实现大规模三维地形可视化的算法。该算法主要通过地形数据分块和多线程数据动态调度技术实现海量地形数据的实时动态调度,利用四叉树结构来简化地形网格,通过引入Y型基元的方法消除边界裂缝。实验结果表明,采用该方法可以实时... 提出一种实现大规模三维地形可视化的算法。该算法主要通过地形数据分块和多线程数据动态调度技术实现海量地形数据的实时动态调度,利用四叉树结构来简化地形网格,通过引入Y型基元的方法消除边界裂缝。实验结果表明,采用该方法可以实时生成大规模地形,提高地形漫游的效率与可视化效果。 展开更多
关键词 地形可视化 动态调度 四叉树 裂缝消除
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三维数字地形环境中雷达作用范围表现研究 被引量:7
20
作者 陈鹏 高宇 +1 位作者 吴玲达 孟国明 《系统仿真学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第z1期127-129,133,共4页
雷达电磁态势的三维表现是未来数字化战场的必然要求。以极坐标系下自由空间中雷达作用范围表现为基础,结合笛卡尔坐标系下的地形网格设计了采样方法以及快速坐标变换算法,在获取三维数字地形中高程及其他相关参数的前提下,给出了地形... 雷达电磁态势的三维表现是未来数字化战场的必然要求。以极坐标系下自由空间中雷达作用范围表现为基础,结合笛卡尔坐标系下的地形网格设计了采样方法以及快速坐标变换算法,在获取三维数字地形中高程及其他相关参数的前提下,给出了地形环境影响下三维雷达作用范围表现算法,该算法同样适合于虚拟战场环境中雷达作用范围的表现,为用户决策提供支持。 展开更多
关键词 数字地形 雷达作用范围 电磁态势 可视化
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