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计算流体力学的科学计算可视化研究进展 被引量:22
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作者 刘晓波 华祖林 何国建 《水动力学研究与进展(A辑)》 CSCD 北大核心 2004年第1期120-125,共6页
 计算流体力学(CFD)是科学计算可视化的一个重要的研究应用领域,文章就计算流体力学的可视化技术及其研究进展进行了综述。计算流体力学的可视化内容主要有计算域的显示、计算过程及计算结果的显示与分析等。可视化技术具体可以分为对...  计算流体力学(CFD)是科学计算可视化的一个重要的研究应用领域,文章就计算流体力学的可视化技术及其研究进展进行了综述。计算流体力学的可视化内容主要有计算域的显示、计算过程及计算结果的显示与分析等。可视化技术具体可以分为对于标量场、矢量场及张量场的可视化,其中又分别包含了多种显示技术;其中,矢量场的可视化技术包括三维流场表示方法、实时动态显示以及三维交互技术仍是研究的重点,计算流动显示技术及可视化模型的软件化研究也处在迅速的发展中。 展开更多
关键词 计算流体力学 科学计算 可视化技术 标量场 矢量场 张量场 CFD 图像识别
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基于Fluent的掘进工作面通风热环境数值模拟 被引量:26
2
作者 孙勇 王伟 《煤炭科学技术》 CAS 北大核心 2012年第7期31-34,共4页
基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交... 基于计算流体动力学和矿井通风理论,建立掘进工作面通风的k-ε紊流模型,导出描述掘进工作面风流紊流流动和温度分布的微分方程。通过分析掘进巷道模型的边界条件,利用Fluent软件模拟压入式通风的风流与巷道围岩和机械设备散热的热湿交换过程,采用TECPLOT软件进行后处理,显示不同供风量下的速度矢量图和风流温度变化。模拟结果表明,增大供风量可以降低巷道温度,但供风量过大,降温效果越来越不明显,仅依靠通风方式无法改变高温现状。 展开更多
关键词 Fluent模拟 掘进工作面 供风量 速度矢量 温度场
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几种Q矢量的比较 被引量:19
3
作者 岳彩军 寿绍文 《南京气象学院学报》 CSCD 北大核心 2002年第4期525-532,共8页
利用 1 991 - 0 7- 0 5T2 0— 0 6T2 0一次江淮梅雨锋暴雨过程实况资料 ,结合地面降水分布 ,从定性 (矢量场 ,即 Q)、定量 (散度场 ,即 2 · Q)的角度细致、具体地比较分析了准地转 Q矢量、半地转 Q矢量、非地转 Q矢量及湿 Q矢量... 利用 1 991 - 0 7- 0 5T2 0— 0 6T2 0一次江淮梅雨锋暴雨过程实况资料 ,结合地面降水分布 ,从定性 (矢量场 ,即 Q)、定量 (散度场 ,即 2 · Q)的角度细致、具体地比较分析了准地转 Q矢量、半地转 Q矢量、非地转 Q矢量及湿 Q矢量的诊断特性。结果表明 :半地转 Q矢量诊断能力优越于准地转 Q矢量。非地转 Q矢量、湿 Q矢量诊断能力明显优越于准地转 Q矢量、半地转 Q矢量。准地转 Q矢量诊断能力最差 ;从定性的角度分析 ,非地转 Q矢量与湿 Q矢量诊断能力相差不大。但进一步定量分析发现 ,在整个梅雨锋暴雨过程中 ,湿 Q矢量的诊断能力大于其他 Q矢量 ;70 0 h Pa高度上各 Q矢量的矢量、散度辐合区较其在 850 h Pa和 50 0 h Pa上对降水反映更好 ,尤其是70 0 h Pa湿 Q矢量散度辐合区与降水区有非常好的对应关系。 展开更多
关键词 Q矢量 梅雨锋暴雨 散度场 矢量场 降水
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全面感知水声信息的新传感器技术——矢量水听器及其应用 被引量:22
4
作者 贾志富 《物理》 CAS 北大核心 2009年第3期157-168,共12页
文章介绍了一种新型水声接收换能器——矢量水听器(矢量传感器),它可以同时共点地测量声场的声压和矢量(水媒质质点振速,振动加速度或声压梯度等),使用矢量水听器比常规声压水听器能获得更全面的声场信息,因此,在水声技术中获得了广泛... 文章介绍了一种新型水声接收换能器——矢量水听器(矢量传感器),它可以同时共点地测量声场的声压和矢量(水媒质质点振速,振动加速度或声压梯度等),使用矢量水听器比常规声压水听器能获得更全面的声场信息,因此,在水声技术中获得了广泛的应用.文中描述了矢量水听器的结构设计和工作原理及特性,给出了一些重要的应用例子. 展开更多
关键词 声呐技术 水声接收换能器 矢量传感器 矢量水听器 声场 声强
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Pekeris波导中简正波的复声强及其应用 被引量:19
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作者 余赟 惠俊英 +2 位作者 赵安邦 孙国仓 滕超 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第9期5742-5748,共7页
在Pekeris波导模型下,关注了简正波的矢量场,讨论了简正波水平复声强和垂直复声强的表述,并分析了其特征.单阶简正波在水平方向是行波,相应的水平复声强仅为有功的;在垂直方向为驻波,相应的垂直复声强仅为无功的.而多阶简正波相互干涉,... 在Pekeris波导模型下,关注了简正波的矢量场,讨论了简正波水平复声强和垂直复声强的表述,并分析了其特征.单阶简正波在水平方向是行波,相应的水平复声强仅为有功的;在垂直方向为驻波,相应的垂直复声强仅为无功的.而多阶简正波相互干涉,因此总声场的复声强既有有功分量,也有无功分量,其中只有有功分量参与声能的输运,但无功分量是反映声场信息的重要组成部分.通过对垂直(交互)复声强无功分量和水平交互复声强有功分量的数值分析,对于甚低频率的点源声场,发现当声源深度变化时,上述声场分量的正负号呈有规变化,当接收传感器置于适当的位置时,通过与一临界深度比较,可以对目标的深度分类,尤其对于水平交互复声强有功分量,可以用来判断声源是在近水面处,还是在水下.最后探讨了复声强和交互复声强的相角,分析了其空间分布规律. 展开更多
关键词 目标深度分类 复声强 矢量场 Pekeris波导
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基于三参数模型的快速全局运动估计 被引量:9
6
作者 王嘉 王海峰 +1 位作者 刘青山 卢汉清 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第6期920-927,共8页
提出了一种新的全局运动估计方法———基于三参数模型的快速全局运动估计.新的参数模型在保证准确性的同时,使用更少的参数来描述和估计全局运动,从而简化了计算复杂度.此外,对光流场计算做出了两方面改进:(1)提出了宏块预判的方法,计... 提出了一种新的全局运动估计方法———基于三参数模型的快速全局运动估计.新的参数模型在保证准确性的同时,使用更少的参数来描述和估计全局运动,从而简化了计算复杂度.此外,对光流场计算做出了两方面改进:(1)提出了宏块预判的方法,计算光流场前对宏块的梯度信息进行预分析,通过减少参与计算的宏块数目提高光流场的计算速度;(2)提出了快速估计宏块运动向量的方法,在块匹配的过程中同时考虑图像的梯度和灰度信息,通过引入更多的约束提高运动向量的计算速度.实验证明了该方法的有效性. 展开更多
关键词 全局运动估计 参数模型 运动向量 光流场
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基于纹理基元的图象分割 被引量:12
7
作者 张蓬 赵书斌 彭思龙 《中国图象图形学报(A辑)》 CSCD 北大核心 2003年第8期896-901,共6页
纹理分割是图象处理的基本问题之一 .针对广泛的纹理图象 ,需要一个高效、鲁棒的分割方法 ,因此提出了一种基于纹理基元的纹理图象分割算法 .首先 ,以 Harr小波为变换工具 ,得到具有方向性的纹理子图象 ;然后给出了一种新的纹理基元提... 纹理分割是图象处理的基本问题之一 .针对广泛的纹理图象 ,需要一个高效、鲁棒的分割方法 ,因此提出了一种基于纹理基元的纹理图象分割算法 .首先 ,以 Harr小波为变换工具 ,得到具有方向性的纹理子图象 ;然后给出了一种新的纹理基元提取方法 ,并在此基础上 ,应用统计方法和矢量场 ,对纹理区域进行由粗到细的分割 .通过这种方法不仅可以对纹理图象进行分割 ,还可以对同一区域的纹理结构进行描述 ,从而有利于在这种分割方法基础上 。 展开更多
关键词 纹理基元 图象分割 图象处理 鲁棒性 小波变换
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电磁场有限元后处理中矢量场的可视化 被引量:7
8
作者 朱宽宁 梁艳萍 《电机与控制学报》 EI CSCD 北大核心 2002年第1期39-42,共4页
计算技术的进步使日益复杂、高维问题的分析得到解决,但由此产生的数据量也日益庞大,需要恰当的可视化方法来表述这些数据的含义。尤其是矢量场,不仅要表示出场量的大小,还要表示出方向、位置以及流线。至今为止,三维矢量场的可视... 计算技术的进步使日益复杂、高维问题的分析得到解决,但由此产生的数据量也日益庞大,需要恰当的可视化方法来表述这些数据的含义。尤其是矢量场,不仅要表示出场量的大小,还要表示出方向、位置以及流线。至今为止,三维矢量场的可视化问题还没有得到很好的解决。介绍了电磁场有限元分析的后处理中,矢量场的可视化技术,提出了应用多种方式、多个侧面地表述空间矢量的方法,并以三维涡流场有限元的后处理为例,验证了该方法的可行性。 展开更多
关键词 数值计算 电磁场 有限元后处理 中矢量场 可视化
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矢量场可视化的研究现状与发展趋势 被引量:5
9
作者 李海生 牛文杰 +1 位作者 杨钦 陈其明 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2001年第8期11-14,共4页
矢量场广泛存在于自然界并在科学计算和工程分析中扮演着重要的角色。试图为矢量场可视化研究领域提供一个清晰的概貌。阐述了矢量场可视化的基本流程 ,矢量场可视化的研究现状以及迄今为止的一些研究成果 ,并讨论了矢量场可视化的发展... 矢量场广泛存在于自然界并在科学计算和工程分析中扮演着重要的角色。试图为矢量场可视化研究领域提供一个清晰的概貌。阐述了矢量场可视化的基本流程 ,矢量场可视化的研究现状以及迄今为止的一些研究成果 ,并讨论了矢量场可视化的发展趋势及应重视的研究方向。 展开更多
关键词 矢量场可视化 科学计算机可视化 计算机图形学
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基于OpenGL的CFD设计平台中的流场可视化技术及其实现 被引量:7
10
作者 吴杰 黄春生 范绪箕 《工程图学学报》 CSCD 2004年第2期65-72,共8页
计算流体动力学(CFD)是可视化的重要应用领域,在本研究室自主研发的复杂外形飞行器气动加热数值模拟设计平台(CFD设计平台)上,针对结构性网格和非结构网格分别实现了三维数据场的可视化,用云图和等值线表示平面与曲面上的标量分布,用流... 计算流体动力学(CFD)是可视化的重要应用领域,在本研究室自主研发的复杂外形飞行器气动加热数值模拟设计平台(CFD设计平台)上,针对结构性网格和非结构网格分别实现了三维数据场的可视化,用云图和等值线表示平面与曲面上的标量分布,用流线表示平面或曲面上的矢量分布,同时显示结构温度场,并提供场景的交互式操作,为飞行器预设计提供必要的依据并为飞行器设计者提供一个直观方便的设计平台。笔者主要讨论平台中基于OpenGL的流场可视化技术及其实现。 展开更多
关键词 计算机应用 可视化 CFD设计平台 标量场 矢量场 云图 等值线 流线
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四元数与彩色图像边缘检测 被引量:11
11
作者 郎方年 周激流 +2 位作者 闫斌 宋恩彬 钟凡 《计算机科学》 CSCD 北大核心 2007年第11期212-216,251,共6页
本文将彩色图像像素的R、G、B分量作为彩色空间矢量的三个分量,利用矢量场通量以及四元数关于矢量旋转的相关知识,得到两种彩色图像边缘检测方法。基于矢量场通量最大的检测算法,较传统的利用Sobel算子的方法能更全面地提取图像的边缘细... 本文将彩色图像像素的R、G、B分量作为彩色空间矢量的三个分量,利用矢量场通量以及四元数关于矢量旋转的相关知识,得到两种彩色图像边缘检测方法。基于矢量场通量最大的检测算法,较传统的利用Sobel算子的方法能更全面地提取图像的边缘细节,并且针对不同的图像具有很强的自适应效果;基于四元数的检测算法,利用四元数对矢量旋转的方便表示,提出一种全新的彩色边缘检测方法。实验结果表明,本文提出的两种方法针对彩色图像的边缘检测具有较好的效果,特别是四元数矢量旋转方法,能够提取很多传统的灰度化方法所不能提取的图像纹理细节。 展开更多
关键词 矢量场 数量场 四元数 梯度 边缘检测 SOBEL算子
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各向异性地球物理与矢量场 被引量:15
12
作者 王赟 杨顶辉 +1 位作者 殷长春 高原 《科学通报》 EI CAS CSCD 北大核心 2017年第23期2595-2605,共11页
地球介质电阻率、极化率、速度和品质因子等物理性质的各向异性是广泛存在且被证明不可忽视的,因此,在地震学和固体地球电磁场研究中,各向异性问题的讨论由来已久,且是最近十多年来的前沿领域与热点.最近几年随着信息技术的快速发展,以... 地球介质电阻率、极化率、速度和品质因子等物理性质的各向异性是广泛存在且被证明不可忽视的,因此,在地震学和固体地球电磁场研究中,各向异性问题的讨论由来已久,且是最近十多年来的前沿领域与热点.最近几年随着信息技术的快速发展,以及地球物理从一维到二维、三维和不同高度的矢量、立体张量观测技术的发展,使得研究更复杂的各向异性介质及地球物理响应矢量数据的发掘和应用成为可能,从而给现有的地球物理理论、方法和技术带来了严峻的挑战.尤其信息科学领域云计算技术和大数据研究与应用的蓬勃兴起,大量地球物理观测数据的利用和共享成为一种发展趋势.第567次香山科学会议"各向异性地球物理与矢量场技术"旨在通过对国内外各向异性地球物理和矢量场前沿研究的介绍、分析,会同后续云计算、地震学与矢量地球物理场观测仪器与技术3篇专业文章的详细展开,发掘、总结各向异性理论方法与矢量场研究中急需解决的关键科学和技术问题,以促进基础性、共性问题的攻关与探索. 展开更多
关键词 各向异性 电磁 地震 矢量 大数据
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套室内气流的三维数值模拟 被引量:10
13
作者 刘欧子 胡欲立 刘训谦 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2002年第2期227-232,共6页
借助流场计算软件PHOENICS ,对单元住宅室内的气流在夏季工况条件下进行三维模拟计算。考虑了外界气温和太阳辐射等因素对室内气流的影响 ,得到室内气流的速度矢量和温度等参数的分布。依据供暖、通风和空气调节在夏季工况下的标准 ,对... 借助流场计算软件PHOENICS ,对单元住宅室内的气流在夏季工况条件下进行三维模拟计算。考虑了外界气温和太阳辐射等因素对室内气流的影响 ,得到室内气流的速度矢量和温度等参数的分布。依据供暖、通风和空气调节在夏季工况下的标准 ,对室内的气流温度、气流速度做出评判。 展开更多
关键词 套室 三维数值模拟 速度矢量 温度场 湍流模型 数值模拟 气流分布
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超广角短波红外成像光谱仪前置光学系统设计 被引量:15
14
作者 钟兴 金光 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第10期226-231,共6页
为提高机载短波红外(SWIR)推扫式成像光谱仪遥感工作效率,获取更大的地面覆盖宽度,对视场角(FOV)达到90°的超广角前置光学系统进行了研究。针对传统折射式短波红外(1~2.5μm)系统在长波端透射率低的问题,提出了采用新型偏轴反射... 为提高机载短波红外(SWIR)推扫式成像光谱仪遥感工作效率,获取更大的地面覆盖宽度,对视场角(FOV)达到90°的超广角前置光学系统进行了研究。针对传统折射式短波红外(1~2.5μm)系统在长波端透射率低的问题,提出了采用新型偏轴反射型式进行前置光学系统设计的思路。归纳了矢量像差理论所描述的控制偏轴系统三阶像差的方法。通过初始结构求解,在优化中控制像方远心及畸变,设计了焦距15mm、相对孔径1/3.5、视场角达到90°的偏轴反射式前置光学系统,在奈奎斯特频率处的平均调制传递函数(MTF)优于0.68,边缘视场的相对照度达到88%,且不存在材料吸收引起的透射率下降问题。同时对畸变影响下的推扫图像也进行了仿真。该光学设计应用于大视场短波红外成像光谱仪,可极大地提高系统的探测灵敏度。 展开更多
关键词 光学设计 成像光谱仪 前置光学系统 矢量像差 短波红外 大视场
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一种基于地图匹配辅助行人航位推算的室内定位方法 被引量:12
15
作者 胡安冬 王坚 高井祥 《测绘科学技术学报》 CSCD 北大核心 2014年第5期529-532,537,共5页
针对行人航位推算算法中误差积累问题,提出并实现了地图匹配方法,辅助惯性测量装置进行自主定位。根据室内几何布局特征划分矢量域,修正方向传感器数据来确定航向角,同时通过投影匹配模型判定界点的最优坐标,最终进行最佳室内位置估计... 针对行人航位推算算法中误差积累问题,提出并实现了地图匹配方法,辅助惯性测量装置进行自主定位。根据室内几何布局特征划分矢量域,修正方向传感器数据来确定航向角,同时通过投影匹配模型判定界点的最优坐标,最终进行最佳室内位置估计。经实验证明:在保持惯性传感器短时间内自主性强、定位精度高等优点的同时,该方法能够很好地抑制误差积累,提高定位算法的精度与稳定性。 展开更多
关键词 室内定位 惯性测量 地图匹配 行人航位推算 矢量域
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关于一类向量场的Picone恒等式和Hardy不等式 被引量:9
16
作者 张慧清 钮鹏程 《数学杂志》 CSCD 北大核心 2003年第1期121-125,共5页
本文给出了构成Baouendi-Grushin算子 的向量场的Picone恒 式,由此导出了Hardy不等式.已有文献中得到的不等式成为本文结果的特殊情形。
关键词 PICONE恒等式 HARDY不等式 向量场
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基于改进的RRT^(*)算法的AUV集群路径规划 被引量:7
17
作者 张兰勇 韩宇 《中国舰船研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期43-51,共9页
[目的]针对微小型欠驱动自主式水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)集群控制问题,设计一种基于改进RRT^(*)算法的编队控制策略。[方法]RRT^(*)算法规划的路径陡变难以跟踪且收敛速度较慢,针对该问题提出改进方法。首先加入... [目的]针对微小型欠驱动自主式水下机器人(autonomous underwater vehicle,AUV)集群控制问题,设计一种基于改进RRT^(*)算法的编队控制策略。[方法]RRT^(*)算法规划的路径陡变难以跟踪且收敛速度较慢,针对该问题提出改进方法。首先加入偏置函数使随机采样点靠近目标点,然后采用Dubins曲线平滑连接采样点,通过在可变半径范围内重新布线,并设计有关曲线长度与避障的代价函数,选择最优路径。依据代价和最小值为多AUV分配集结点,协调多AUV速度完成最小集结时间约束,随后设计基于Dubins路径的分段向量场构造方法,使得多AUV跟踪规划路径,到达目标集结点时速度与方向保持一致。[结果]仿真结果表明,多AUV编队平均路径长度缩短26.6%,平均集结时间缩短21.7%。[结论]该算法路径规划质量高,可顺利完成编队集结任务。 展开更多
关键词 自主式水下机器人 集群运动 Dubins曲线 RRT^(*)算法 向量场
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基于时变向量场的多无人机编队集结控制方法 被引量:11
18
作者 蒋婉玥 王道波 +1 位作者 王寅 杨军 《控制理论与应用》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第9期1215-1228,共14页
编队集结是无人机编队飞行的必要条件.固定翼无人机由于其速度可变范围有限,难以通过单一的速度调整的方式构成编队.本文提出了一种以路径调节为主、速度调节为辅的无人机编队集结策略,根据各无人机到达集结位置的最短预估时间确定集结... 编队集结是无人机编队飞行的必要条件.固定翼无人机由于其速度可变范围有限,难以通过单一的速度调整的方式构成编队.本文提出了一种以路径调节为主、速度调节为辅的无人机编队集结策略,根据各无人机到达集结位置的最短预估时间确定集结时间.并提出一种时变向量场的构造方式,将水平机动的思想与时变向量场相结合,根据无人机的飞行状况通过时变向量场实时调整路径长度,同时调整自身速度,使各无人机都能在集结时间到达集结位置,且速度和航向角保持一致,从而实现编队集结.随后证明了系统的收敛性,并分析了实际情况中避撞问题的处理.论文用某型无人机的大偏差非线性数学模型对所提的编队集结方法进行了验证,证明了所提方法具有较好的实用性. 展开更多
关键词 无人机 编队飞行 向量场 自动控制
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小型无人飞行器风场扰动自适应控制方法 被引量:10
19
作者 雷旭升 陶冶 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第6期1171-1176,共6页
针对小型无人飞行器在执行任务时传感器测量精度低、受风场扰动影响大的问题,提出了一种利用矢量域与滑模控制相结合的复合控制方式,有效地实现了对小型无人飞行器的轨迹与航向的自适应跟踪。将复杂航迹分解为直线段与圆弧段分别构建矢... 针对小型无人飞行器在执行任务时传感器测量精度低、受风场扰动影响大的问题,提出了一种利用矢量域与滑模控制相结合的复合控制方式,有效地实现了对小型无人飞行器的轨迹与航向的自适应跟踪。将复杂航迹分解为直线段与圆弧段分别构建矢量域,从而确定基于位置误差的航迹信息,并通过机载传感器获得状态和位置信息,利用滑模控制方法抑制风场扰动对小型无人飞行器的影响。试验结果表明,本文提出的控制算法能够保证阵风干扰情况下小型无人飞行器的航迹控制精度,同时具有良好的动态响应。 展开更多
关键词 小型无人飞行器 风场扰动 航迹跟踪 矢量域 滑模控制
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VR环境下的矢量场可视化交互感知技术研究与应用 被引量:8
20
作者 鲍劲松 许长春 +1 位作者 杨艳春 金烨 《系统仿真学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期125-127,191,共4页
提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法,将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机结合起来,给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术,用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场... 提出了一种新的基于VR环境下的矢量场可视化的交互感知方法,将虚拟现实的交互技术和矢量场数据的可视化有机结合起来,给出了该方法的实现原理并探讨了其中的一些关键技术,用户可以通过三维跟踪设备、三维鼠标、数据手套等外设与矢量场数据进行自然交互,更快捷的发现并感知数据中感兴趣的或较隐蔽的细节部分,使许多抽象的、难于理解的原理和规律变得更容易理解。最后在Powerwall虚拟现实系统上进行实例验证,并应用在工程实践中。 展开更多
关键词 人机交互 科学计算可视化 虚拟现实 矢量场
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