基于模板跟踪的实时无标志点注册算法

为了解决不依赖于标志点的增强现实系统的环境注册问题,提出了一种基于选定模板跟踪的无标志点注册算法。该算法使用已标定的单目摄像机进行场景捕捉,通过对运动目标上的选定模板进行实时跟踪,获得每帧场景图像中的对应特征,利用透射投影变换计算运动区域的单应性约束后,再结合摄像机内参数,完成对目标的3维姿态估计,从而得到场景的3维环境注册信息。实现了一种基于该算法的无标志点的增强现实系统。介绍了系统结构和工作流程,试验结果验证了理论的正确性和系统的鲁棒性。     

适用于户外增强现实系统的混合跟踪定位算法

单一传感器无法解决户外增强现实系统中的跟踪定位问题.为了提高视觉跟踪定位算法的精度和鲁棒性,提出一种基于惯性跟踪器与视觉测量相结合的混合跟踪定位算法.该算法在扩展卡尔曼滤波框架下,通过融合来自视觉与惯性传感器的信息进行摄像机运动轨迹估计,并利用视觉测量信息对惯性传感器的零点偏差进行实时校正;同时采用SCAAT方法解决惯性传感器与视觉测量间的时间采样不同步问题.实验结果表明,该算法能够有效地提高运动估计的精度和稳定性.     

增强现实混合跟踪技术综述

混合跟踪是增强现实(Augmented reality, AR)领域最近二十年发展迅速的重要关键技术, 是增强现实姿态跟踪系统同时实现高精度和强鲁棒性的有效途径. 本文全面完整地论述了增强现实混合跟踪技术,详细阐述了混合跟踪器所涉及的混合跟踪、标定和时间同步等重要方法, 介绍了不同类型混合跟踪器的当前应用现状,然后探讨了混合跟踪技术的发展趋势及其存在的难题,最后展望了混合跟踪技术的应用前景.     

用于增强现实手术导航系统的光学-惯性混合跟踪方法

针对手术导航系统中光学跟踪容易受到遮挡影响的问题,提出一种将光学和惯性跟踪信息进行融合的方法.该方法利用有较高精度的光学跟踪系统对惯性传感器的偏置误差进行估算,使用FIR滤波器对惯性传感器测量噪声进行滤波,该方法通过Kalman滤波器完成数据融合得到目标姿态.当出现部分光学遮挡时,混合跟踪系统将未被遮挡的标志点位置信息与目标的姿态信息进行融合得到完整的6自由度位姿信息.实验结果表明,通过融合光学和惯性跟踪信息,能够在部分遮挡条件下得到准确的位置和姿态信息,并将虚实融合手术导航图像准确地反馈给用户.     

增强现实中的跟踪技术

增强现实是一种正在发展的新技术,它将由计算机产生的虚拟场景或信息准确叠加到真实环境中,可以增强用户对真实世界的感知与交互能力;对用户视场及视点的跟踪是增强现实中实现虚、实场景配准的关键技术之一;通过对增强现实中跟踪技术性能要求的讨论,介绍了基于磁场、声学、惯性、光学传感等多种跟踪技术,分析了各种方法的跟踪性能与局限性,认为以基于视觉跟踪为主的混合跟踪技术将是增强现实系统的主流跟踪技术,重点论述了基于视觉的跟踪与基于视觉一惯性的混合跟踪技术及其有待解决的问题,并针对户外增强现实中的跟踪技术做了专门讨论。     

混合跟踪技术在增强现实系统中的应用

跟踪技术是增强现实的一个重要研究方向,它致力于解决虚拟信息与真实环境的精确配准问题,构建稳定、高效的增强现实系统。通过分析增强现实系统的跟踪需求,指出单一跟踪存在的不足,说明采用混合跟踪技术的必要性,论述了基于视觉一惯性的混合跟踪技术及其在增强现实中的应用,实现了一种基于VisTracker视觉-惯性混合跟踪器的增强现实实验系统,并给出调试结果。     

Android的无标识增强现实注册算法实现

为了克服传统增强现实技术的局限性,在Android系统上实现了基于无标识增强现实注册算法.使用ORB和强制匹配算法对特征点进行检测、描述和匹配,再使用RANSAC算法计算单应性矩阵并对匹配结果进行优化,然后计算摄像头位姿并进行滤波处理,最后将三维模型注册到真实场景中,达到了虚实融合的效果.实验结果表明,算法结合Android NDK编程和多线程技术,注册准确,性能较好,能够达到实时的要求,而且在光照和距离发生变化、标志被部分遮挡的情况下鲁棒性较好,克服了传统增强现实技术的局限性,具有一定的研究价值.     

增强现实中的视频对象跟踪算法

根据增强现实在视频对象跟踪中的应用需求,提出一种综合利用尺度不变特征变换(SIFT)算子、K聚类算法和轮廓检测的视频对象跟踪算法。该算法利用简易SIFT获得输入图像的特征点,通过K聚类算法获得可能的对象聚类,并采用改进的轮廓处理方法得到对象边界,移除孤立点,确定对象特征点,在对象特征点中获取增强现实应用中需要的注册点。在关键帧匹配中,只要使用对象特征点进行对象匹配。实验结果表明,该算法具有运行速度快、匹配正确率高的特点,能满足增强现实视频应用的注册需求。     

Tracking Registration Algorithm for Augmented Reality Based on Template Tracking

Machine Intelligence Research - Tracking registration is a key issue in augmented reality applications, particularly where there are no artificial identifier placed manually. In this paper, an...     

跟踪注册的增强现实技术研究

首先对基于单摄像头跟踪注册的增强现实的注册原理进行了探讨,分析了其通过图像匹配识别标志物的原理,总结了其运行流程,并在OpenGL平台上开发出了基于增强现实技术的虚拟训练原型系统。     

CCD-Camera Based Optical Beacon Tracking for Virtual and Augmented Reality

We introduce a scheme for optical beacon tracking using two CCD-cameras and LED beacons. Due to the sub-pixel accuracy of the beacon detection algorithm a very high precision can be achieved so that the tracking method is suitable for augmented reality applications. We describe the assembly of the equipment needed for the whole tracking system, the behavior of LED-beacons, and how three beacons can be combined to form a 6-DOF tracker. A report on our accuracy evaluation and its results are given. Furthermore we describe two application prototypes in which the tracker was incorporated and tested.     

基于视觉的增强现实运动跟踪算法

增强现实系统不仅具有虚拟现实的特点同时具有虚实结合的新特性，为实现虚拟物体与真实物体间的完善结合，必须实时地动态跟踪摄像与真实物体间的相对位置和方向，建立观测模,墼是而通过动态三维显示技术迅速地将虚拟物体添加到真实物体之上，然而目前大多数增强现实系统的注册对象均匀静物体，运动物体的注册跟踪尚很少有人涉足。该算法通过标志点的光流场估计真实环境中运动物体的运动参数，根据透视投影原理和刚体的运动特性确定摄像机与运动物体间的相对位置和方向，实现增强现实系统的运动目标跟踪注册。该算法构架简单、实时性强，易于实现，扩展了增强现实系统的应用范围。     

Real-Time Tracking of Multiple Objects Using Fiducials for Augmented Reality

Augmented reality requires understanding of the scene to know when, where and what to display as a response to changes in the surrounding world. This understanding often involves tracking and recognition of multiple objects and locations in real-time. Technologies frequently used for multiple object tracking, such as electromagnetic trackers are very limited in range, as well as constraining. The use of Computer Vision to identify and track multiple objects is very promising. However, the requirements for traditional object recognition using appearance-based or model-based vision are very complex and their performance is far from real-time. An alternative is to use a set of markers or fiducials for object tracking and recognition. In this paper we present a system of marker coding that, together with an efficient image processing technique, provides a practical method for tracking the marked objects in real-time. The technique is based on clustering of candidate regions in space using a minimum spanning tree. The markers in the codes also allow the estimation of the three dimensional pose of the objects. We demonstrate the utility of the marker-based tracking technique in an Augmented Reality application. The application involves superimposing graphics over real industrial parts that are tracked using fiducials and manipulated by a human in order to complete an assembly. The system aids in the evaluation of the different assembly sequence possibilities.     

基于SURF的增强现实标识物跟踪注册

针对基于标识物的增强现实跟踪注册方法对复杂环境的适应能力和鲁棒性的不足,提出一种用SURF实现标识物跟踪注册的改进算法。用SURF对平面标识物的特征点进行检测与描述,采用K-means算法对检测出的标识物特征点集合进行聚类分析得到其聚类中心,结合对视频图像中标识物的阈值分割与连通域分析,以聚类中心构建标识物的SURF特征点坐标系,通过矩阵变换实现标识物的跟踪注册。实验结果表明,该算法的增强现实系统具备较好的鲁棒性、稳定性和实时性。     

基于BRISK特征的增强现实系统设计

目前,基于特殊标志的增强现实系统,不够美观,且不适用室外;而基于自然特征的传统算法速度慢,提出了一种基于BRISK特征检测提取的增强现实系统。BRISK采用二进制的描述子以及汉明距离匹配,以给定半径围绕关键点周围的圆进行均匀采样,显著减少采样点的数量,从而大大改善了运行速度,且该系统采用自然场景中的物体作为目标,省去了不美观的标志。实验表明,该系统在很短的时间便可达到稳定结果,在室外以及遮挡部分标志物也能稳定工作。     

增强现实中三维跟踪注册技术概述

三维跟踪注册技术是增强现实领域中的重要关键技术，通过对现实场景中的图像或物体进行跟踪与定位，将虚拟物体按照正确的空间透视关系叠加到真实场景当中。综述了增强现实中的三维跟踪注册技术（基于计算机视觉的跟踪注册技术、基于硬件传感器的跟踪注册技术以及混合跟踪注册技术），详细阐述了不同跟踪注册技术的优势与不足，并介绍了不同跟踪注册技术的当前应用现状，随后探讨了跟踪注册技术的发展趋势与存在的难题，对三维跟踪注册技术的进一步研究进行了展望。     

增强现实应用中基于三维模型的手形追踪

本文介绍了一种基于三维模型的分步迭代法来实现对全局和局部手运动的估计追踪。手部位置由ICP(Iterative Closed point)算法和因式分解法求得的掌形近似。结合自然手运动限制，本文采用基于序列的Monte Carlo算法追踪手指运动。最后采用在姿态估计和手指关节追踪之间的迭代算法得到一个精确的结构估计。实验证实本方法对自然手势运动具有较好的精确性和鲁棒性。     

Near‐Eye Display and Tracking Technologies for Virtual and Augmented Reality

Virtual and augmented reality (VR/AR) are expected to revolutionise entertainment, healthcare, communication and the manufacturing industries among many others. Near‐eye displays are an enabling vessel for VR/AR applications, which have to tackle many challenges related to ergonomics, comfort, visual quality and natural interaction. These challenges are related to the core elements of these near‐eye display hardware and tracking technologies. In this state‐of‐the‐art report, we investigate the background theory of perception and vision as well as the latest advancements in display engineering and tracking technologies. We begin our discussion by describing the basics of light and image formation. Later, we recount principles of visual perception by relating to the human visual system. We provide two structured overviews on state‐of‐the‐art near‐eye display and tracking technologies involved in such near‐eye displays. We conclude by outlining unresolved research questions to inspire the next generation of researchers.     

基于增强现实的头部跟踪系统的设计与实现

该文以提出一种对设备要求较低、较易实现、更符合"以人为中心"理念的交互方式为出发点,以普通摄像头作为输入设备,基于计算机视觉技术,设计了简单的头部跟踪系统,实现上以增强现实技术为核心,结合了ARToolKit和Coin3D两个开源库的优点,大大降低了开发成本.实验中本系统在Vega构建的视景仿真环境中得到了良好的应用,...