一种增强现实系统的三维注册方法

三维注册技术是增强现实系统研究的一个重要方面。现有的增强现实技术三维注册方法都是用平面标志来作为定位基准的,且系统构造较复杂,图象处理所需计算量较大,还会因此引入误差。该文提出了一种使用立体标志物的基于视觉的三维注册方法。该方法只需要一个彩色ＣＣＤ摄像机就可以完成三维环境注册,并且不需要进行复杂的图象处理运算,这种新方法能够有效简化注册系统和算法,并且能消除使用多个传感器的配合误差。     

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。     

移动增强现实中视觉三维注册方法的实现

为了提高移动增强现实注册技术的性能,采用了一种基于计算机视觉的注册算法。该方法利用ARToolkit中的标识检测法查找相关的标识和特征点,然后基于视觉三维注册算法得到模型视图矩阵,最后在相应位置绘制虚拟物体。实验结果表明这种注册方法在实时性、稳定性、抗遮挡性方面效果良好,满足移动增强现实系统高精度三维注册的要求。     

基于投影技术的增强现实注册方法

注册技术是实现增强现实应用系统的关键问题之一。实现了一种利用投影技术改进了的注册方法。这种注册方法主要包含4个步骤：（1）检测标识和特征点的位置;（2）利用投影技术跟踪摄像机;（3）计算模型视图矩阵;（4）绘制虚拟物体。在初始阶段,指定4个点建立世界坐标系,虚拟物体将会被叠加到这个坐标系上;在注册过程中,利用投影技术跟踪特征点的位置,并计算用于增强的模型视图转换。这种注册方法可以为一般的室内增强现实系统提供所需的精确度和实时性。     

基于Vuforia引擎的增强现实类应用开发

主要介绍了在开发增强现实类应用过程中Vuforia引擎模块的使用流程.详细讲解了Vuforia引擎在Unity中的配置流程,并对Vuforia SDK中的脚本进行修改,根据扫描二维码的不同加载对应的模型.     

基于ARToolKit的增强现实系统开发与应用

介绍了增强现实系统二次开发工具ARTooIKit,给出了其体系结构及工作流程,详细讨论了利用ARTooIKit开发增强现实应用系统的流程.并给出了一个实例-基于增强现实技术的虚拟样板房展示系统.     

增强现实中的三维注册算法研究

系统地分析了三维注册的几个关键步骤，重点分析了影响摄像机标定精度的原因并提出了相应的修正方法，考虑到增强现实动态系统对实时性要求很高，文中采用了基于标识的跟踪预测方法，以做到实时无缝融合。     

一种基于视沉的增强现实三维注册算法

为了提高增强现实系统三维注册的精度和效率，提出了一种基于计算机视觉的增强现实三维注射算法，并已将其用于采用透射式头盔显示器的增强现实系统中，该算法有如下特点：（1）构架简单，实用性强，一般情况下只需4个平面标志物就可实现三维注册；（2）工作范围大，甚至可以应用到室外的增强现实系统中；（30数值求解过程最线性过程，误差小，可以满足增强现实系统高精度三维注册的要求，另外，应用这种算法所需要作的图象处理计算量很小，其典型系统包括一个彩色CCD和几个不同颜色的标志点，由于很容易获得标志点的对应像面位置，而且不需要计算图象对，因此实时性好，是一般图形工作站和PC机上的增强现实系统进行实时注册的算法基础。     

使用三角网的户外增强现实注册方式的研究

增强现实的关键技术是进行三维注册,即由真实场景计算虚实结合的参数。为扩大增强现实在户外的应用,提出了在真实场景主要物体上增加表面3D网格的方法来减少虚实结合参数计算的复杂程度。该方法既不需要增强现实室内应用开发所应用的标记,也无需目前户外应用所依赖的传感仪器。以户外地形为例,通过对视线与地形网格交点的计算快速得到以往需要两幅图像联合处理才能得到的三维信息并进行快速的虚实合成。该方法为户外增强现实系统关键技术的研究提供了一个新的思路。     

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.     

一种基于特征点提取与随机树的增强现实系统

在增强现实领域,实时性是一个重要的问题.利用传统的方法训练与识别往往需要大量的时间.提出并实现了一种基于图像特征点快速提取与随机树分类的增强现实系统.在对一幅或很少的几幅包含标志物的原始图像进行训练之后,该系统能快速高效地识别摄像头新采集到的图像中的标志物,并计算标志物的空间位置坐标,有效地将真实场景与虚拟物体进行合成.该系统大大减少了识别与合成所花的时间,并在较大的视角和尺度变化下仍体现出良好的效果.     

全景视频增强现实系统设计与研究

提出一种全景视频增强现实系统的建设方案。将全景视频采集装置放置在真实世界中采集视频,然后通过计算机处理生成全景视频并显示出来,使观光者通过佩戴显示设备,在其他地方观看向全景视频中添加了虚拟信息的场景。解决了系统中全景视频拼接中算法复杂度高且拼接后的视频存在拼接裂缝和"GHOST"现象,以及三维注册易受环境与目标跟踪检测算法耗时严重影响的技术难点。通过对ARToolKit二次开发,将3DMax生成的虚拟信息叠加到Ladybug拍摄后拼接的兰州市金城关全景视频中进行仿真实验。仿真结果表明,全景视频拼接方法在实时性方面表现优异,有效地抑制了拼接裂缝和"GHOST"现象,增强现实三维注册方法对于全景视频的局部增强效果表现优异。     

基于认知负荷理论的移动增强现实系统设计与应用

针对在移动增强现实系统中如何有效显示增强信息的问题,以提高用户书籍选购效率为应用背景,设计并实现一套移动增强现实系统。基于认知负荷理论对增强现实场景中叠加显示的多媒体信息的数量与类型进行了筛选,并根据书籍具体内容选择高相关性的多媒体信息。使用Unity 3D与Vuforia实现了移动增强现实系统的开发。实验结果与用户满意度调查验证了系统的有效性。     

增强现实技术在虚拟演播室系统中的应用

虚拟演播室是虚拟现实技术和视频合成技术相结合的产物,其场景是计算机生成的三维场景,由于人们对虚拟场景和复杂度的无限要求,使得场景的实时显示十分困难,使用基于图像的绘制技术构造虚拟空间能够较好地解决这个问题。在虚拟演播室中,演员需要与三维运动虚拟物体进行交互,运用增强现实技术,可以将三维虚拟物体与基于图象绘制的虚拟场景融合在一起。     

一种基于注册机制的大洋科学考察船电子班报系统

班报是大洋科学考察重要的监控措施与管理手段,然而随着科考事业的发展,传统班报已难以满足不断变化的科考需求。通过对科考作业进行深入分析,提出一种基于注册机制的电子班报解决方法。该方法抽象出大洋班报描述框架,提供班报自定制功能。所定制的班报模板被注册到系统中,动态生成班报界面与存储结构,指导班报记录的查询。这种注册机制方法解决了科学考察作业的动态性与复杂性难题,实现了系统的可定制与可伸缩。基于它所实现的大洋一号远洋科考船电子班报系统,在大洋科学考察第34航次上成功试运行,达到了预期效果。     

采用主监视窗扩展技术的增强现实三维注册方法

在增强现实三维注册中,采用重新检测策略时顿卡现象严重。提出一种采用主监视窗扩展技术的增强现实三维注册方法。在检测阶段,引入特征点可信度和主监视窗,并设计主监视窗的分割、扩展和调控策略,大幅提升了计算速度;在跟踪阶段,采用基于图像金字塔的光流算法进行特征点跟踪。实验证明,该方法不仅有效缓解了顿卡现象,也提升了系统整体的实时性。     

基于移动增强现实的实时软阴影绘制算法

由于移动设备的计算能力和存储空间有限,基于移动终端的光照估计和实时软阴影绘制技术和研究很少,提出一种适用于移动增强现实的实时软阴影绘制算法。根据移动终端光线传感器的数值来计算光源的方向,得到模拟的点光源,在该点光源附近均匀采样得到多个虚拟光源,叠加每个虚拟光源产生的阴影效果,实时绘制出软阴影。实验结果表明,在保证移动终端良好的虚实融合效果的情况下,采用该算法具有良好的实时性,为移动终端软阴影的绘制提供了有效的解决方法。     

基于WiFi定位技术的增强现实室内向导研究与应用

针对传统的数字地图室内导航精度不高、直观性差、交互性较弱,提出将Wi Fi定位和视觉识别相结合的室内向导策略。利用Wi Fi指纹识别定位算法确定手机在室内的位置,电子罗盘获取手机的方向,结合FAST-SURF视觉识别方法检测场景特征点,并在Android平台上设计并实现一个AR室内向导系统。实验表明,室内定位精度提高至1.1 m,跟踪匹配精度高,系统实时性好、定位导航精准。因此,该AR室内向导系统对于室内定位的精度和实时虚实融合都有较好的效果,不仅具有较强的可用性和实用性,还具有广泛的应用前景。     

BRIDGING THE GAPS: HYBRID TRACKING FOR ADAPTIVE MOBILE AUGMENTED REALITY

Tracking accuracy in a location-aware mobile system can change dynamically as a function of the user's location and other variables specific to the tracking technologies used. This is especially problematic for mobile augmented reality systems, which ideally require extremely precise position tracking for the user's head, but which may not always be able to achieve that level of accuracy. While it is possible to ignore variable positional accuracy in an augmented reality user interface, this can make for a confusing system; for example, when accuracy is low, virtual objects that are nominally registered with real ones may be too far off to be of use.

To address this problem, we describe an experimental mobile augmented reality system that: (1) employs multiple position-tracking technologies, including ones that apply heuristics based on environmental knowledge; (2) coordinates these concurrently monitored tracking systems; and (3) automatically adapts the user interface to varying degrees of confidence in tracking accuracy. We share our experiences with managing these multiple tracking technologies, employing various techniques to facilitate smooth and reasonable “hand-offs” between the cooperating systems. We present these results in the context of an intelligent navigational guidance system that helps users to orient themselves in an unfamiliar environment, using path planning to guide them toward destinations they choose, and sometimes towards ones the system infers as equally relevant.