增強現(xiàn)實環(huán)境下基于視覺的高精度目標跟蹤技術研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術是是一門新興的技術，在醫(yī)療、軍事、娛樂、教育、制造維修以及機器人導航等領域中具有廣闊的應用前景。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的目標是使用計算機產生的虛擬信息來增強用戶對真實世界的視覺感知。跟蹤注冊技術是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關鍵技術，而基于視覺的跟蹤注冊技術一直是該領域的研究熱點。計算機產生的3D模型、2D紋理、標簽等虛擬信息必須精確地投影到由便攜式攝像頭捕獲的視頻流中。為了達到這個目的，我們必須精確定位當前視頻幀對應的攝像機的姿態(tài)，然后確定虛擬物

2、體在真實世界中的位置。目前，比較成熟的視覺跟蹤注冊技術是基于標志點的跟蹤注冊技術，即通過在真實場景中放置人工標志點來達到跟蹤注冊的目的。由于這種方法需要事先放置人工標志點，所以限制了其在復雜環(huán)境中的應用。所以開發(fā)一套能夠適用于復雜環(huán)境的增強現(xiàn)實系統(tǒng)成為了當前的研究熱點。
　　 本文研究了國外的研究現(xiàn)狀，提出了一種基于圖像自然特征的跟蹤注冊技術，并實現(xiàn)了一套適用于復雜環(huán)境的增強現(xiàn)實系統(tǒng)。本文算法分為兩個階段，離線處理階段和在線處理

3、階段：
　　 (1)離線處理階段：對目標場景進行圖像采集，得到一系列參考圖像。利用sIJRF算法提取參考圖像特征，然后利用特征匹配技術得到圖像匹配對，最后利用光束平差法對目標場景進行三維重建并求取參考圖像對應的攝像機參數(shù)。
　　 (2)在線處理階段：首先利用SURF算法提取當前幀的圖像特征，利用提取的圖像特征與參考圖像進行匹配，并根據離線階段構造的場景三維模型得到特征點2D到3D的對應關系，最后利用這些對應關系即可求取當