基于剛體目標的虛實配準方法研究.pdf

1、增強現(xiàn)實(Augmented Reality 簡稱AR)技術是虛擬現(xiàn)實技術發(fā)展的一個重要分支，有著廣泛的應用前景。它將計算機生成的虛擬場景、提示信息等實時精確的疊加到用戶所觀察到的真實世界場景中，使得虛擬物體從感官上成為真實環(huán)境的組成部分從而增強用戶對真實場景的感知能力和與現(xiàn)實世界的交互能力。
　　 虛實配準實際上是指系統(tǒng)能夠實時精確的計算目標(攝像機)相對于真實世界的位置和姿態(tài)，以便將虛擬場景正確的放置到它應處的位置。因此虛實

2、配準是任何增強現(xiàn)實系統(tǒng)所必須解決的關鍵問題。本文針對當前基于計算機視覺的虛實配準技術研究現(xiàn)狀，圍繞基于粒子濾波和自然特征匹配的虛實配準及其改進方法等技術內容展開研究與實踐，目標旨在提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)可用性的同時最大限度保證配準精度和系統(tǒng)實時性。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 (1)基于粒子濾波的虛實配準方法研究與實現(xiàn)
　　 利用改進的SIFT算法完成特征點提取與匹配，內點統(tǒng)計法完成權值計算，最后利用粒子加權

3、和得到攝像機位姿完成虛實配準。該方法避免了基于標識的配準方法的局限性，提高了在光照變化、用戶視點和視角變化、抖動等情況下配準的魯棒性。
　　 (2)基于改進粒子濾波的虛實配準方法設計與實現(xiàn)
　　 針對當前在快速運動過程中存在的配準失效以及配準過程中精度不高問題，分別利用自適應和模擬退火算法改進了粒子濾波算法，提高了算法在快速運動情況下的穩(wěn)定性和健壯性。
　　 (3)基于SLAM技術的虛實配準方法研究