增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的虛實(shí)注冊方法研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(Augmented Reality, AR)技術(shù)是在真實(shí)的視頻圖像中疊加虛擬物體,并通過跟蹤與注冊技術(shù),使用戶可以與其進(jìn)行良好互動的一種技術(shù)。隨著人們對其研究的不斷深入,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用在生活娛樂、醫(yī)學(xué)、軍事與工業(yè)生產(chǎn)等眾多領(lǐng)域。虛實(shí)注冊技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的核心技術(shù)之一,它實(shí)時(shí)地計(jì)算觀察者的位置和方向,然后確定虛擬物體在二維圖像上的投影位置,最后將虛擬物體實(shí)時(shí)地疊加到該位置之上,使得虛擬場景能夠與真實(shí)世界無縫融合。隨著計(jì)算

2、機(jī)視覺技術(shù)和計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的快速發(fā)展,基于視覺的虛實(shí)注冊方法以其設(shè)備簡單、成本較低及注冊精度高等優(yōu)點(diǎn)已成為當(dāng)今研究的焦點(diǎn)。
　　針對當(dāng)前基于計(jì)算機(jī)視覺的三維注冊技術(shù)研究現(xiàn)狀,本文主要圍繞圖像特征點(diǎn)提取與匹配技術(shù)、目標(biāo)跟蹤技術(shù)、三維模型導(dǎo)入技術(shù)以及基于標(biāo)識物的與基于單應(yīng)性矩陣的虛實(shí)注冊等技術(shù)進(jìn)行研究與實(shí)踐。
　　本文研究工作主要集中于虛實(shí)注冊技術(shù)方面,主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)在已知人為標(biāo)識的三維注冊系統(tǒng)中,分別對wr

3、l、3ds、mqo、obj四種三維模型進(jìn)行建模,然后利用OpenCV與ARToolKit開發(fā)工具,實(shí)現(xiàn)在多個(gè)標(biāo)識下,導(dǎo)入wrl、3ds、mqo、obj四種不同類型三維模型或動畫。虛實(shí)融合效果實(shí)時(shí)、穩(wěn)定,與ARToolKit相比,提高了三維注冊系統(tǒng)的精確性,增強(qiáng)了ARToolKit的實(shí)用性和應(yīng)用范圍。
　　(2)提出了一種基于SURF與光流法相結(jié)合的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊方法。采用光流法對移動對象區(qū)域進(jìn)行跟蹤,利用SURF算法仿射、尺度不