学院概况

计算机应用技术研究所

2010-12-10

 

  计算机应用技术研究所简介
    合肥工业大学计算机应用研究所是合肥工业大学建立的从事计算机应用技术及其相关领域的研究与实践的科研与教学机构。现有教授2人,副教授4人,讲师5人,其技术力量雄厚、科研成果丰富,承担并完成国家“863”预研课题、国家自然科学基金、安徽省科技厅和教育厅项目等多项,承担了大量横向合作课题,有多项科 研成果通过省级专家鉴定或获得国家和省级有关部门的奖励。
    研究所在建模仿真和视频、图像处理领域具有较强的研究实力。研究成果在国际和国内高水平期刊杂志和会议上发表论文200余篇,并获国家发明专利多项。
    研究所在软件开发领域具有深厚的技术积累,有专业的软件建设经验和成熟的系统平台实施经验,建有多种软件功能模块库,熟悉Linux、 Windows Server、 ORACLE、J2EE和 .NET等技术平台,具有现成的软件开发平台和测试运行环境,具备强大的软件开发组织能力。
    研究所具有省级、区域性和国家级企业网站软件的开发经验和实施案例,具有大型企业级网站系统开发、大型数据库应用软件开发能力,所开发软件系统或国家软件著作权登记多项。
    研究所具有专业的系统集成、开发、培训及维护服务队伍,可以提供及时、周到、长期稳定的技术支持服务,具有较快回应的能力。
    研究所承担了计算机应用技术专业大量的核心专业课的教学工作,以及计算机应用技术学科的研究生培养工作。所培养的博士和硕士毕业生受到用人单位的好评。 “至精至勤 追求卓越”是我们的格言,真诚希望与社会各界携手合作,利用我们的资源、技术和经验,为促进信息化建设、提高管理能力和产品质量做出贡献!
 
  研究所所长
路强: 1978 年 6 月生,安徽合肥人。合肥工业大学计算机与信息学院副教授、硕导、工学博士学位,主要研究方向为协同设计、信息可视化与可视化分析。曾主持年安徽省高校青年教师科研 资助项目(重点)、中电集团三十八研究所某信息可视化研究项目;参加国家自然基金、军口“ 863 ”预研项目、国家“十五”科技攻关项目、安徽省“十五”攻关项目等省部级科研项目等多项,并参与编写专著一本。并在计算机辅助设计与图形学报、系统仿真学 报等核心期刊及学术会议论文集上发表论文多篇,并参加了依托合肥工业大学的“安全关键工业测控教育部工程中心”和“国家特种显示技术工程技术研究中心”建设工作,参与获得专利授权和国家软件著作权登记多项。 2008 年获合肥工业大学青年教师讲课比赛第一名。 111
 
 
  研究所人员

教师组成:刘晓平、汪荣贵、殷剑宏、王松龄、郑利平、路强、薛峰、罗月童、李琳、徐本柱、余烨。其中,教授 2人,副教授8人,硕导8人 , 博士 8人,在读博士 1 人。

学生组成:研究生 60 余人,其中博士研究生 7 人。

 
  学科带头人简介
刘晓平:1964 年3月出生,山东济南人。博士,教授,博士生导师,合肥工业大学计算机与信息学院院长,国务院特殊津贴获得者、中国科学院“百人计划”、安徽省模范教师。 学士毕业于山东大学,硕士、博士毕业于合肥工业大学,1996-1998年中国科学院计算技术研究所CAD开放实验室访问学者,1999-2000年中国 科学院合肥分院博士后,2001-2004 年执行中国科学院“百人计划”,2008-2009年美国伊利诺理工大学高级访问学者。现任教育部安全关键工业测控技术工程研究中心主任,中国仪器仪表学 会微型计算机应用学会秘书长、中国系统仿真学会理事、中国自动化学会系统仿真专业委员会理事、中国计算机学会CAD/CG 专业委员会副主任、合肥工业大学学术委员会委员、计算机辅助设计与图形学学报编委、系统仿真学报编委、合肥工业大学学报编委。
 

 

 

 汪荣贵:1966 年4月出生,安徽池州人,教授、博士生导师、国家自然科学基金网评专家、教育部博士点基金网评专家。1997年安徽大学硕士毕业后开始在合肥工业大学计算机与信息学院任教;2003年入选合肥工业大学中青年科技创新群体及安徽省首批中青年科技创新群体,晋升为副教授;2004年获合肥工业大学计算机应用技术专业博士学位,荣获合肥工业大学优秀博士论文奖;2005年~2007年在东南大学计算机科学与技术流动站做博士后研究;2007年破格晋升为教授。主要研究方向为智能视频处理与分析、嵌入式机器视觉系统、嵌入式多媒体技术、网络多媒体技术,主持国家自然科学基金面上项目两项、企业委托项目多项。已在《计算机学报》、《电子学报》、《计算机研究与发展》等计算机核心期刊上发表多篇学术论文,且为《自动化学报》、《中国图象图形学报》等多个期刊的审稿人。主讲计算机专业、软件工程专业本科生或研究生《离散数学》、《视频信息处理》、《算法设计与分析》、《计算方法》等课程。

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  研究方向

本所主要研究领域

  1. 可视化
  2. 建模理论
  3. 协同计算与并行计算
  4. 虚拟现实
  5. 计算机仿真
  6. 视频处理
  7. 图像处理

本所主要应用开发领域

  1. CAD
  2. 三维应用程序开发
  3. 三维建模与展示
  4. 动漫、游戏技术
  5. GIS系统开发
  6. Java程序开发
  7. 视频监控与处理
  8. Web系统开发
 
  研究工作

一、仿真建模

视景仿真

    视景仿真将建筑场景和名胜古迹等大型场景通过计算机展现出来,并通过一定的交互方式进行控制和漫游。研究室通过虚拟现 实和建模技术,重现了本地一个旅游景点——三河古镇的原貌,并以交互式漫游的方式展示和介绍该地的自然、人文景观,使游客可以足不出户地在计算机上游览三 河古镇。

数字反应堆

    中科院合肥分院是我国研制核聚变反应堆的重要基地,反应堆体积巨大,结构复杂,计算难度很大。我们采用了模 型切割、透明等显示技术,使用数据场升维、纹理化和场景漫游等技术以提升可视化效果;设计实现了EAST 仿真装配系统,可以真实模拟吊装环境,自动进行吊装路径规划,最终生成吊装方案。我们提出并营造了基于网络环境下多机多屏的可同步或异步浏览的开放性可视 化体系结构和可视化环境,有助于帮助领域专家理解问题。


疏散仿真

    在当今社会,安全是一个越来越得到重视的话题。建筑安全更是与人们的生产、生活息息相关。建筑安全仿真系统通过对人员在建筑中疏散过程进行仿真,得到人员在一定条件下疏散时间、伤亡程度等结果,对建筑的安全性进行一定程度上的评估,辅助人们对建筑安全进行改进。

快速建模

    利用建模软件手工建模耗时耗力且不准确,大量依赖建模对象的现场手工测量;而现代建模 技术研究的重点主要集中于利用对象表面点数据或者图像数据进行快速建模,效率和精度都得以提高。研究室承担的一项中美合作项目使用LiDAR点云数据和航 空影像进行城市重建,对非均匀的LiDAR点云数据构建三角网格,通过对目标对象的重建和纹理映射,建立城市三维模型。

二、视频、图像处理

嵌入式车载低照度及雾天视频实时清晰化系统

    在夜晚、雾天条件下,道路场景的可视性差,极易发生车辆碰撞等恶性交通事故。本项目研制一种新型嵌入式车载视觉增强系 统,满足驾驶员在夜间或雾天实时获取清晰路况信息的需求。系统通过车载前视摄像头获取路况视频,使用高性能车载DSP处理器对低照度或雾天视频做实时清晰 化处理,并将处理后的清晰路况视频实时显示在车载显示屏上供驾驶员参考,预防交通事故。
    图(a)是雾天和低照度下拍摄的图像,图(b)我们使用本项目预研中实现的新算法分别对它们进行清晰化处理的效果。

 
                 (a)雾天图像                          (b)清晰化处理效果

 
              (a)低照度图像                          (b)清晰化处理效果

三、数据场可视化

医学CT图象重建

    和医疗机构合作,研制开发了CT图像的三维重建系统。该系统在CT断层扫描图像的基础上进行三维模型重建,使得医生摆脱了以往只能从几张平面图像进行诊断的限制,可以从任意角度、任意位置对病患进行全面观察,增加了诊断的全面性和准确性。

汽车声场可视化

    汽车降噪是汽车设计中的重要步骤,通过将声场纹理化,映射到汽车三维模型表面,可以直观的观察到噪声强弱在汽车表面的分布情况,有利于分析汽车噪声产生的原因和位置。

科学计算可视化综合平台软件

    为了对聚变研究中大量模拟数据提供综合可视化平台,开发了科学计算可视化综合平台软件SVIP。该软件充分利用了现代 GPU的性能,针对中子学计算、热工计算、流体计算提供丰富的数据预处理功能,实现了3D体数据可视化和3D几何模型可视化,以及两者混合可视化的功能。

四、交互游戏

    游戏技术是计算机图形学、多媒体技术等前沿学科发展的结果,在科技场馆中以虚拟现实的方式对参观人员进行产品、技术、 科学知识的展示是一种新颖有效的作法。我们为合肥、南京、四川等全国各大科技场馆制作的虚拟飞行、虚拟航海、飞碟射击等科技展示项目得到了很好的反响。
  

五、虚拟现实设备研制

    虚拟现实技术是人们利用计算机生成一个逼真的三维虚拟环境,通过自然技能使用传感设备与之相互作用的新技术。它与传统的模拟技术完全不同,是将模拟环境、视景系统和仿真系统合三为一,并利用一些传感装置把操作者与计算机生成的三维虚拟环境联系在一起。

显示设备

    开发了面向科技展示的 AndShow_VRToolKit虚拟现实软件开发包,同时在可视化设备方面也做了大量研究工作,如主/被动立体显示、多屏拼接等。自主设计开发了 MOVE 系统,得到了来宾的好评。

仿真及计算用集群

    高性能计算:研究室拥有集群系统一套包括九台双CPU的IBM服务器、一台4CPU的 戴尔服务器和一台浪潮服务器,使用KVM作为视频交换设备。集群内部采用高速千兆以太网进行连接,集群中一台服务器作为服务结点同对称多处理服务器一起连 接到实验室的出口千兆交换机上,然后通过校园网提供高性能计算服务。软件上,采用Linux操作系统,并选用OSCAR对集群进行管理和维护。集群系统和 对称多处理服务器的总理论计算能力为137.76G次浮点运算/秒。

六、CAD/CAE软件开发

汽车线束工艺设计软件

    计算机辅助设计已经成为了一项普及技术。在机械、建筑、汽车制造等领域,电子设计和图纸已经取代了传统的图板绘制。但 是通用的CAD系统太过广泛,不能针对领域问题给出最便捷的设计途径,因此我们与企业合作开发专用CAD系统,包括一套冷冲模自动成型系统和一套汽车线束 辅助设计系统,均产生了很好的效果,充分提高了设计效率。
    其中,汽车线束工艺设计软件能够辅助线束工艺设计人员编制品号明细表、回路明细表,绘制标准模板图;在辅助设计的基础上,实现了预装工艺卡、内联 工艺卡、排线图、套管用量表的自动生成;下线压接工艺卡、物料明细表、整车物料明细表在无需任何交互的情况下即可自动生成。

基于多态的CAE模型化简系统

    在国家自然科学基金支持下研究基于多态模型研究复杂模型精度、计算时间、计算精度之间 的关系,通过归纳、总结、表述这种关系,为科学计算的辅助建模工作提供依据和原则。基于多态的CAE模型化简系统包括基于图形开发包ACIS的建模,三维 模型特征识别和处理和几何特征对于有限元分析敏感性评价等功能。

七、一般应用系统开发

    目前,计算机应用技术研究所已经完成的一般应用系统项目列表如下:

  • 气象车仿真训练系统
  • 新型火箭炮三维战场决策推演系统
  • 邮件到达短信提醒系统
  • 四川科技馆虚拟现实软件研制
  • Webex 3D会议室场景及人物模型研制
 
  本所荣誉

纵向项目

  1. 国家自然科学基金:协同模板的设计机理与关键技术研究(60273044)
  2. 国家自然科学基金:协同模板中的约束信息可视化(60573174)
  3. 国家自然科学基金:科学计算中面向建模的多态机理研究(60673028)
  4. 国家自然科学基金:基于Bayes网络的视觉感知系统研究(No.60575023)
  5. 中美联合国家基金:一种新的经济和环境规划分析工具LiDAR 应用领域的扩展 (70710045)
  6. 高等学校博士学科点专项科研基金:一种新型概率图模型——对象概率模型的研究与实现(No.20050359012)
  7. 总装军口863预研项目
  8. ARTS原型系统的可视化平台(来源于863项目)
  9. 中科院百人计划项目:数字反应堆仿真基地建设
  10. 中科院委托项目:科学数据库建设项目
  11. 中科院信息化专项:聚变数据系统
  12. 安徽省自然科学基金:协同模板的可视化设计环境研究(01042201)
  13. 安徽省自然科学基金:面向三维变形动画的四维纹理合成方法研究与实现(No. 090412059)
  14. 安徽省自然科学基金:基于OPM的机器视觉感知计算模型研究
  15. 安徽省自然科学基金:协同模板的可视化设计环境研究(01042201)
  16. 安徽省自然科学基金:三维数字几何模型数字水印理论及方法的研究
  17. 安徽省自然科学基金:面向非真实感体绘制的智能界面的关键技术研究
  18. 安徽省教育厅青年教师科研资助计划基金:并行算法模板技术及应用环境研究(2005jq1014)安徽省教育厅青年教师科研资助计划基金:基于样图的实时纹理合成与合成结果量化评价研究
  19. 安徽省教育厅青年教师科研资助计划基金:智能家居中蓝牙网络及其调度算法研究(2005jq0110zd)
  20. 安徽省教育厅自然科学研究项目:安全远程并行可视化计算环境建设(2004kj097)
  21. 安徽省教育厅教研项目:计算机科学与技术专业计算机控制模块课程体系的改革研究
  22. 合肥市科技局计划项目:安达数字仿真技术及其产业化(2004-1023)
  23. 合肥市科技局计划项目:三河古镇的数字化重建和真实感漫游
  24. 合肥市科技局计划项目:合肥城市地质三维建模与可视化决策支持系统
  25. 合肥市科技局计划项目:基于信号量机制的生产调度及其可视化(2008-1004)
  26. 合肥市科委工业类重点项目:基于变异模板的冷冲模CAD系统
  27. 合肥工业大学系统仿真中心建设项目
  28. 合肥工业大学高性能与协同计算开放实验室建设项目

企业委托项目

  1. 久之游信息技术(上海)有限公司角色融合生成技术项目
  2. 合肥得润汽车线束JIT生产管理系统
  3. 基于视频技术的虚拟地感线圈系统研究
  4. 江淮汽车线束工艺设计软件开发
  5. 四川科技馆虚拟现实软件研制
  6. 3D会议室场景及人物模型研制
  7. 合肥工业大学智能能耗检测系统
  8. 数字地图与航空图像匹配系统
  9. 气象车仿真训练系统
  10. 新型火箭炮三维战场决策推演系统
  11. 雷达3D地形可视化
  12. 秦山第三核电站风险监测系统

获奖

  1. 合肥工业大学优秀党支部
  2. 合肥工业大学青年文明号单位
  3. 钢铁企业热轧板坯生产调度信息系统,2006年度苏州市科技进步二等奖;
  4. 钢铁企业产销链管理与物料输运优化调度系统,2006年度张家港市科技进步一等奖,张家港市人民政府;
  5. 板坯存货管理与调度系统,2005年度张家港市技术创新一等奖;
  6. 路强,2008年度合肥工业大学青年教师讲课比赛一等奖
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