增強現(xiàn)實中基于視覺的三維注冊技術研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術作為虛擬現(xiàn)實的拓展技術，在最近十幾年里已經得到了飛速發(fā)展，并在各個領域顯現(xiàn)出強大的應用價值，廣泛應用于工業(yè)、產品展示、醫(yī)療研究、軍事、教育等領域，成為虛擬現(xiàn)實技術領域的一個研究熱點。而三維注冊技術是增強現(xiàn)實的關鍵技術之一，它決定了增強現(xiàn)實系統(tǒng)的虛實融合效果。
　　通過對增強現(xiàn)實中基于視覺的主要三維注冊方法的實現(xiàn)原理進行重點研究分析，本文主要完成了以下兩方面的工作。
　　1.提出一種室內無標志增強現(xiàn)實系統(tǒng)的解決方案

2、。
　　在基于視覺的三維注冊方法中，以基于人工標志的方法為例，分析了三維注冊的實現(xiàn)原理，給出各個環(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方法：使用特征檢測技術獲得特征點坐標，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系后，對特征點進行三維重建獲得對應空間點，利用幾何約束獲得共面點建立局部坐標系作為參考坐標系，然后計算當前幀的攝像機外參數(shù)，最終實現(xiàn)對真實場景的增強效果。
　　2.系統(tǒng)設計實現(xiàn)

3、及優(yōu)化改進。
　　按照上述方案實現(xiàn)了無標志的增強現(xiàn)實原型系統(tǒng)。針對特征檢測算法的特征定位不準的問題，采用亞像素定位方法對其進行改進，保證了跟蹤輸入數(shù)據(jù)的精確性；針對系統(tǒng)跟蹤過程中的相似性錯誤跟蹤和誤差累積現(xiàn)象，提出一種結合特征檢測技術逐幀校正跟蹤結果的跟蹤策略，從而提高了系統(tǒng)的注冊精度，同時該策略也擴展了攝像頭的活動范圍。最后，分別從實時性、精確性和魯棒性三個方面對系統(tǒng)進行了評測。
　　原型系統(tǒng)是在Windows XP平臺上