增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中基于視覺的三維注冊(cè)技術(shù)研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)作為虛擬現(xiàn)實(shí)的拓展技術(shù)，在最近十幾年里已經(jīng)得到了飛速發(fā)展，并在各個(gè)領(lǐng)域顯現(xiàn)出強(qiáng)大的應(yīng)用價(jià)值，廣泛應(yīng)用于工業(yè)、產(chǎn)品展示、醫(yī)療研究、軍事、教育等領(lǐng)域，成為虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)研究熱點(diǎn)。而三維注冊(cè)技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的關(guān)鍵技術(shù)之一，它決定了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的虛實(shí)融合效果。
　　通過對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中基于視覺的主要三維注冊(cè)方法的實(shí)現(xiàn)原理進(jìn)行重點(diǎn)研究分析，本文主要完成了以下兩方面的工作。
　　1.提出一種室內(nèi)無標(biāo)志增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的解決方案

2、。
　　在基于視覺的三維注冊(cè)方法中，以基于人工標(biāo)志的方法為例，分析了三維注冊(cè)的實(shí)現(xiàn)原理，給出各個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)輸入和輸出，據(jù)此提出一種基于自然特征的注冊(cè)方法：使用特征檢測(cè)技術(shù)獲得特征點(diǎn)坐標(biāo)，作為光流跟蹤的輸入數(shù)據(jù)，由光流跟蹤獲得寬基線條件下兩幀圖像的匹配關(guān)系后，對(duì)特征點(diǎn)進(jìn)行三維重建獲得對(duì)應(yīng)空間點(diǎn)，利用幾何約束獲得共面點(diǎn)建立局部坐標(biāo)系作為參考坐標(biāo)系，然后計(jì)算當(dāng)前幀的攝像機(jī)外參數(shù)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的增強(qiáng)效果。
　　2.系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

3、及優(yōu)化改進(jìn)。
　　按照上述方案實(shí)現(xiàn)了無標(biāo)志的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)原型系統(tǒng)。針對(duì)特征檢測(cè)算法的特征定位不準(zhǔn)的問題，采用亞像素定位方法對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)，保證了跟蹤輸入數(shù)據(jù)的精確性；針對(duì)系統(tǒng)跟蹤過程中的相似性錯(cuò)誤跟蹤和誤差累積現(xiàn)象，提出一種結(jié)合特征檢測(cè)技術(shù)逐幀校正跟蹤結(jié)果的跟蹤策略，從而提高了系統(tǒng)的注冊(cè)精度，同時(shí)該策略也擴(kuò)展了攝像頭的活動(dòng)范圍。最后，分別從實(shí)時(shí)性、精確性和魯棒性三個(gè)方面對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了評(píng)測(cè)。
　　原型系統(tǒng)是在Windows XP平臺(tái)上