面向实物交互的空间增强现实数字孪生法配准技术

在支持实物交互的空间增强现实系统中,交互会引起实物对象方向、位置的快速改变.为了确保实物移动过程中的虚实配准实时性和精确性,提出一种面向实物交互的空间增强现实数字孪生法配准技术.通过在数字空间建立与物理空间一致的对象数字模型,实时捕获物理空间中对象的方向、位置信息,利用该信息实时调整数字空间中的虚拟对象方向、位置参数;...     

视触觉融合的增强现实三维注册方法

增强现实技术是近年来人机交互领域的研究热点。在增强现实环境下加入触觉感知,可使用户在真实场景中看到并感知到虚拟对象。为了实现增强现实环境下与虚拟对象之间更加自然的交互,提出一种视触觉融合的三维注册方法。基于图像视觉技术获得三维注册矩阵;借助空间转换关系求解出触觉空间与图像空间的转换关系;结合两者与摄像头空间的关系实现视触觉融合的增强现实交互场景。为验证该方法的有效性,设计了一个基于视触觉增强现实的组装机器人项目。用户可触摸并移动真实环境中的机器人零件,还能在触摸时感受到反馈力,使交互更具真实感。     

基于增强现实的人机物理交互仿真系统研究

在增强现实系统中,真实物体和虚拟物体除了要实现视觉上的融合之外,还要能够实现视觉交互和物理交互.仿真系统采用了基于单目视觉的ARToolKit增强现实开发平台,首先对CMOS摄像头采集的图像进行处理,利用模式识别的方法对标识物进行图像匹配,然后对从标识物坐标系到摄像机坐标系的变换矩阵进行计算,实现虚实注册,最后通过对标识物空间位置的改变实现了虚实物体问的单向物理交互.实验结果表明,该系统操作简单直观,具有良好的实时性,交互性及可扩展性.     

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。     

基于增强现实的物联网物体识别与虚拟交互

介绍增强现实的物联网物体识别与定位原理,分析基于数据手套的物联网增强现实虚拟交互方法,设计并实现一个物联网增强现实虚拟交互系统原型。实验结果表明,该系统能为物联网用户提供更自然的物体信息获取方式与虚拟交互体验,满足物联网相关应用对于实时性、精确度和稳定性的要求。     

基于AR技术的家居购物平台的设计与实现

增强现实技术(AR)的兴起,实现了二维与三维物品之间的交互,为各行各业提供了无限的可能.AR家居购物平台,将AR技术所带来的实时交互与沉浸式的体验与互联网购物相结合,实现任意虚拟物品与现实场景交互.根据目前的需求与设计与开发了一款基于AR技术的家居购物系统,平台基于增强现实分布式框架技术,实现移动端增强现实应用;结合家...     

基于增强现实的虚拟实景空间的研究与实现

增强现实可以把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户看到的真实场景中．本文将增强现实技术与基于图像的绘制技术有机的结合起来，研究并实现了一个基于增强现实技术的虚拟实景空间系统．首先介绍了虚拟实景空间的构造，然后着重探讨了虚拟物体与实景空间的合成方法，主要解决合成中的几何一致性和光照一致性问题。     

增强现实及其军事应用研究

增强现实是把计算机生成的虚拟物体或其它信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术,也是人机界面技术发展的一个重要方向。增强现实是近年来的一个研究热点,在很多领域有着广泛的应用前景。介绍了增强现实的关键技术,包括显示技术、跟踪与定位技术和交互技术等,探讨了人的因素对增强现实系统的影响,最后对增强现实的军事应用做了深入的研究。     

增强现实及其军事应用研究

增强现实是把计算机生成的虚拟物体或其它信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术，也是人机界面技术发展的一个重要方向。增强现实是近年来的一个研究热点，在很多领域有着广泛的应用前景。介绍了增强现实的关键技术，包括显示技术、跟踪与定位技术和交互技术等，探讨了人的因素对增强现实系统的影响，最后对增强现实的军事应用做了深入的研究。     

基于增强现实的机器人远程控制系统研究

虚拟现实技术的应用使远程控制系统得到发展,增强现实技术是虚拟现实技术的拓展,它将计算机生成的虚拟物体叠加到用户感知的真实世界中.提出并实现了一种基于增强现实的机器人远程控制系统,并就其结构和关键技术进行详细的说明,实验及运行结果表明该系统能有效地改善人机交互能力,并能提高远程控制的精度.     

基于增强人机交互技术的虚拟装配

提出了基于虚实融合、增强信息和约束代理的增强交互技术,从视觉、信息和操作三个方面来改善虚拟装配环境的人机交互效率.虚实融合在保留虚拟现实全部交互方式的同时附加真实装配场景来丰富装配过程感知;基于文字和特征表示的增强信息为用户提供装配知识来引导装配操作;约束代理及其匹配规则可视化重建零件装配约束关系并避免了复杂计算.增强人机交互技术为虚拟装配的应用提供了一种便捷的交互手段.最后介绍了虚拟装配辅助支持平台的体系构架,并用实例说明了虚拟装配系统的运行流程.     

复杂机电产品线缆虚实融合装配体系构建及其关键技术

针对传统的基于实物样机的线缆模拟装配实验方法造成的效率低、精确度低、装配 质量和可靠性难以得到保证等问题,提出一种面向复杂机电产品的线缆虚实融合装配方法。首先 在分析了增强现实技术应用于线缆装配的优势基础上,构建了基于增强现实的线缆虚实融合装配 体系;其次,对装配体系中涉及到的关键技术进行了介绍,重点对线缆三维注册技术、线缆虚实 遮挡技术、线缆虚实光照技术以及相机标定与跟踪技术等关键技术进行了阐述;最后介绍了线缆 虚实融合装配研究内容,给出了基于增强现实的线缆虚实融合装配系统运行流程。     

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,...     

基于AR-VR混合技术的博物馆展览互动应用研究

传统的博物馆展示方式大多采用橱窗陈列物品,存在信息表达单一,互动性差等缺陷。通过分析增强现实与虚拟现实混合所涉及的关键技术,提出了一种基于AR-VR混合开发博物馆互动展示系统的方法。实验表明,采用虚拟现实技术和增强现实技术结合的方式可以使馆藏信息展示更全面、效果更逼真,激发参观者的观察与思考,实现更深层次的交互体验。     

利用深度图像的虚实物体碰撞交互研究与实现

对传统增强现实系统中虚拟物体与真实物体难以进行碰撞交互的问题,提出一种对深度图像中的场景进行分割,并基于分割结果构建代理几何体的方法来实现虚、实物体的碰撞交互。采用Kinect等深度获取设备获取当前真实场景的彩色图像信息和深度图像信息;通过深度图像的法向聚类及平面拟合技术来识别出场景中的主平面区域;对除去主平面区域的其他聚类点云区域进行融合处理,得到场景中的其他主要物体区域;为识别出的主平面构建虚拟平面作为该平面的代理几何体,为分割出的物体构建包围盒来作为其代理几何体。将这些代理几何体叠加到真实物体上,并对之赋予物理属性,即可模拟实现虚拟物体与真实物体的碰撞交互。实验结果表明,该方法可有效分割简单场景,从而实现虚实交互。     

基于Kinect的民族弓弦乐器虚拟演奏系统

利用Kinect相机结合增强现实技术和手势识别方法设计并实现了一个弓弦乐器虚拟演奏系统——以二胡为例.将Kinect获取的现实场景和虚拟乐器融合在一起绘制成增强现实场景.通过Kinect得到的深度数据和贝叶斯肤色模型将用户的左手分割出来,并再次绘制在增强图像上形成新的图像,从而解决虚拟演奏场景中的虚实遮挡问题.利用基于反向动力学和马尔可夫模型的三维虚拟手势拟合方法,对演奏过程中的左手手势进行识别,并结合右手的运动状态完成乐器的虚拟演奏.     

增强现实技术及其应用研究

增强现实技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一种新型人机交互技术。介绍了增强现实的特点、研究现状,并对增强现实技术进行了展望。     

Real‐time recognition and tracking for augmented reality books

An augmented reality book (AR book) is an application in which such multimedia elements as virtual 3D objects, movie clips, or sound clips are augmented to a conventional book using augmented reality technology. It can provide better understanding about the contents and visual impressions for users. For AR books, this paper presents a markerless tracking method, which recognizes and tracks a large number of pages in real‐time, even on PCs with low computation power. For fast recognition with respect to a large number of pages, we propose a generic randomized forest that is an extension of a randomized forest. In addition, we define the spatial locality of the subregions in an image to resolve the problem of a dropping recognition rate under a complex background. For tracking with minimal jittering, we also propose the adaptive keyframe‐based tracking method, which automatically updates the current frame as a keyframe when it describes the page better than the existing one. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.     

Floating autostereoscopic display with in situ interaction

Floating three‐dimensional (3D) display implements direct interaction between human hands and virtual 3D images, which offers natural and effective augmented reality interaction. In this study, we propose a novel floating autostereoscopic display, combining head tracking lenticular display with an image projection system, to offer the observers with an accurate 3D image floating in midair without any optical elements between observers and the virtual 3D image. Combined with a gesture recognition device, the proposed system can achieve in situ augmented reality interaction with the floating 3D image. A distortion correction method is developed to achieve 3D display with accurate spatial information. Moreover, a coordinate calibration method is designed to improve the accuracy in the in situ interaction. Experiments were performed to prove the feasibility of the proposed system, and the good results show the potential of human‐computer interaction in medicine and life sciences.