面向空間艙內(nèi)機(jī)器人遙操作的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)仿真場景構(gòu)建技術(shù)研究.pdf

1、北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文面向空間艙內(nèi)機(jī)器人遙操作的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)仿真場景構(gòu)建技術(shù)研究姓名：張金玲申請(qǐng)學(xué)位級(jí)別：博士專業(yè)：機(jī)械電子工程指導(dǎo)教師：賈慶軒20090619第三，針對(duì)目前虛實(shí)注冊(cè)技術(shù)沒有統(tǒng)一評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)于不同類型的注冊(cè)技術(shù)通常很難進(jìn)行定量評(píng)估來判定技術(shù)優(yōu)劣的問題，提出了一套虛實(shí)注冊(cè)技術(shù)評(píng)價(jià)指標(biāo)。此評(píng)價(jià)指標(biāo)分為與注冊(cè)質(zhì)量相關(guān)和與系統(tǒng)需求相關(guān)兩個(gè)方面，分別對(duì)注冊(cè)技術(shù)的固定注冊(cè)精度、注冊(cè)空間大小、注冊(cè)計(jì)算量、注冊(cè)魯棒性、硬件成本、前期工作量

2、以及適用性等項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)測(cè)。這套評(píng)價(jià)指標(biāo)可以用來對(duì)特定的虛實(shí)注冊(cè)技術(shù)進(jìn)行全面綜合的評(píng)價(jià)。第四，提出了一種快速高精度多層次遮擋檢測(cè)算法來實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中虛實(shí)投影間快速魯棒的多層次遮擋檢測(cè)。其中，基本雙目立體匹配虛實(shí)遮擋算法通過比較虛實(shí)投影的相對(duì)位置來判定虛實(shí)空間點(diǎn)間的遮擋顯示狀態(tài)，不需要進(jìn)行深度重構(gòu)計(jì)算，可以提高遮擋檢測(cè)效率；基于頂點(diǎn)顯示狀態(tài)在時(shí)間和空間上的連續(xù)性提出的狀態(tài)擬合算法能夠解決特征匹配失敗頂點(diǎn)的狀態(tài)檢測(cè)問題；有效邊點(diǎn)檢測(cè)算法利

3、用頂點(diǎn)鄰接邊上高可靠性邊點(diǎn)代替低可靠性鄰接頂點(diǎn)進(jìn)行狀態(tài)擬合運(yùn)算能有效提高狀態(tài)擬合算法的精度；最后，通過對(duì)檢測(cè)出的顯示狀態(tài)進(jìn)行整體連續(xù)性優(yōu)化能夠改善虛實(shí)融合圖像的連續(xù)性效果。第五，本文采用基于圖像繪制(IBR)的圖像拼接技術(shù)來獲得寬視場的增強(qiáng)仿真場景圖像。針對(duì)目前的圖像配準(zhǔn)技術(shù)都是面向通用圖像拼接，效率和精度都比較低，不能滿足多路視頻流之間實(shí)時(shí)精確的無縫拼接要求，提出了一種基于相機(jī)標(biāo)定和相位相關(guān)相結(jié)合的圖像配準(zhǔn)拼接算法，利用相機(jī)標(biāo)定信息和

4、傅立葉變換的平移特性實(shí)現(xiàn)場景深度范圍一定的多路視頻流間實(shí)時(shí)高精度的無縫拼接。該配準(zhǔn)算法利用精確的相機(jī)標(biāo)定信息來實(shí)現(xiàn)圖像間的旋轉(zhuǎn)和縮放變換，對(duì)圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確度有很大改善。同時(shí)算法在預(yù)處理階段就已經(jīng)確定了圖像的旋轉(zhuǎn)縮放變換矩陣，實(shí)時(shí)處理階段直接進(jìn)行矩陣運(yùn)算，避免了對(duì)數(shù)極坐標(biāo)變換和反復(fù)的FFr正向、逆向操作，極大地提高了處理速度，使拼接算法具有非常好的實(shí)時(shí)性。最后，基于所設(shè)計(jì)的場景構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)計(jì)了簡單的艙內(nèi)機(jī)器人遙操作場景仿真實(shí)驗(yàn)原型。實(shí)驗(yàn)結(jié)果