基于自然特征的增強現(xiàn)實虛實注冊技術(shù)研究.pdf

1、虛實注冊是增強現(xiàn)實技術(shù)需要解決的主要問題，直接決定了增強現(xiàn)實系統(tǒng)在實時性、魯棒性、運行速度和占用存儲空間等方面的性能。目前發(fā)展成熟的增強現(xiàn)實應(yīng)用主要依靠識別標志物來疊加虛擬信息，在運算速度和實時性方面有較好的表現(xiàn)，但使用場景有限。在基于自然特征的增強現(xiàn)實系統(tǒng)中，利用傳統(tǒng)的方法難以滿足終端應(yīng)用實時重建的需求。因此如何保證自然場景注冊的精度、效率和魯棒性，成為增強現(xiàn)實應(yīng)用需要著重考慮的問題。
　　本文提出了實現(xiàn)基于自然特征的增強現(xiàn)實虛

2、實注冊技術(shù)的新方案，旨在滿足實時性和降低內(nèi)存消耗的需求，為移動增強現(xiàn)實的實現(xiàn)提供思路，并利用本文的方法理論構(gòu)建了基于自然特征的增強現(xiàn)實原型系統(tǒng)，證明了方案的可行性。傳統(tǒng)基于自然特征的增強現(xiàn)實系統(tǒng)對場景圖像提取特征點進行匹配，利用匹配點對重建三維點云，本文分析了主流特征點提取和描述符生成算法在速度和存儲空間占用方面的限制，提出加速分割測試特征算子（Features From Accelerated Segment Test，F(xiàn)AST）與局

3、部差分二進制（Local Difference Binary, LDB）結(jié)合算法對該過程加速，其中LDB算法通過生成二進制特征點描述符大大減少描述符占用的存儲空間。系統(tǒng)分為兩個階段，離線重建階段和在線注冊階段，通過對兩個階段不同處理來降低終端設(shè)備的負擔，保證系統(tǒng)運行實時性。
　　實驗證明該方案在重建結(jié)果相似的情況下，特征點提取速度比原來提升約3倍，匹配速度提升4倍，存儲空間占用減少66％。在虛實融合方面，系統(tǒng)存在的缺陷是簡單疊加了