移动增强现实系统的关键技术研究

针对传统的增强现实系统在使用范围和可操作性等方面的局限性,首先介绍了一种基于移动便携设备的户外移动增强现实系统,并且分析了其主要的关键技术,然后重点阐述了该系统的体系构架和用于移动便携设备的3维图像渲染技术,通过北京圆明园部分场景的增强现实的实验结果表明,该移动增强现实系统不仅具有较强的实用性和可行性,并且还显示该移动增强现实技术具有广泛的应用前景和巨大的商业价值。     

移动增强现实框架系统

在已有的移动增强现实( MAR)系统中存在开发困难,虚拟现实( AR)效果观察缺乏通用性的问题,提出了一种MAR系统的通用框架,该框架包括三个部分：为智能移动设备用户所使用的通用MAR观察器、为MAR应用提供网络服务的MAR服务器,以及为开发人员提供了MAR应用定制器。该框架结合高通的Vuforia SDK针对平面图像实现了MAR的应用定制和通用AR效果浏览。框架为开发人员提供了无代码开发功能,为移动用户提供了遍览一类AR应用的通用观察器。实验结果表明该MAR框架系统降低了MAR应用的开发门槛与时间费用,大大提高了开发效率。     

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。     

移动设备增强现实技术与书本交互的应用

当下移动设备硬件性能的进步和发展,为增强现实技术提供了新的扩展领域,在移动设备上实现增强现实技术。移动设备上的增强现实技术可以更加方便,直观,自然地将信息传递给用户,并且可以通过多种呈现方式给用户呈现额外的信息。移动设备与书本的交互过程中,用户只需将移动设备的摄像头对准书本中预设的一张图片,或是一个二维码,移动设备就会将对应的附加信息叠加到当前屏幕显示的内容之上。数字内容和周围现实环境的结合给用户带来了另一种交互方式。移动设备可以从互联网上获取附加信息,庞大的网络数据可以为书本带来无限的附加内容。     

基于移动增强现实技术的纪念馆互动系统设计

移动增强现实(MAR)技术是人机交互技术发展的一个全新方向,它是将虚拟和现实结合的体现,具有实时互动的特性,解决了传统展览方式的单一性以及游客跟展品之间缺乏互动性的问题.本文以开发增强现实在纪念馆导览系统中的应用为载体,建立纪念馆MAR展品互动展示系统,将展品以多种形式展现给游客,探索新型的纪念馆导览方式.     

二维码在移动增强现实中的应用研究

针对目前移动增强现实应用中仅能对少量目标、而不能满足移动用户对大量目标识别和跟踪要求的问题,提出一种基于二维码的新型移动增强现实系统.利用二维码海量内容编码技术和快速定位技术实现了对大量目标的识别,采用关键帧和预估第4对匹配点的方法实现对场景的快速跟踪,再通过手机端的SQLite数据容器存储3D模型实现了本地渲染,减少了从服务器下载3D模型的时延和对无线网络带宽的占用.实验结果表明,文中系统能对大量目标进行有效地识别和快速跟踪,且不依赖服务器实现虚实场景的融合显示.     

基于Android平台的移动增强现实的应用与研究

随着智能手机软硬件技术的不断革新,配置有GPS导航、电子罗盘、加速度计等功能模块的智能手机已成为增强现实技术的理想平台。与传统的移动增强现实系统采用基于机器视觉的注册方法不同,提出一种采用多传感器的注册方法,并设计了一个基于Android平台的传感器式移动增强现实系统。该系统不仅具有用户导航功能,还具有地图定位功能。在户外环境的测试结果表明,该系统将虚拟信息与真实环境进行很好的融合,具有较高的用户体验性和较强的实用性。     

基于移动平台的增强现实研究

对移动增强现实技术的研究现状和进展进行了较为全面地总结。首先,梳理了移动增强现实技术的研究之路,归纳并分析了国内外的研究机构、研究特点以及相关资源。其次,详细地阐述了该领域所涉及的理论与技术,对当前研究热点领域进行了概括、分类和对比。最后,讨论了该领域研究中存在的重、难点问题,并对未来的发展进行了展望。     

移动增强现实向导系统设计与实现

近年来移动增强现实技术发展迅速,其方便之处在于使用终端,摆脱桌面PC机的庞大体积,采用体积小易携带的手机、平板等.使用二维码对建筑信息进行标记,并在Android平板终端设计,并实现一个可以将标记的信息实时呈现在当前摄像头捕获界面的向导系统,该系统实用性和发展前景都是非常可观的.     

基于加速分割检测的移动增强现实跟踪注册算法

传统的移动增强现实算法易受光照条件的影响。针对这一问题,本文提出一种新的基于加速分割检测（Adaptive and Generic Accelerated Segment Test, AGAST）与快速视网膜关键点（Fast Retina Keypoint, FREAK）的移动增强现实跟踪注册算法。首先建立尺度空间,使得AGAST算法具有尺度不变性;接着采用强度中心的方案,为AGAST特征检测提供方向,使其形成旋转不变性,然后对FREAK模型进行简化,并采用扫视搜索的方法对图像进行分析,形成特征描述,最后采用RANSAC算法剔除误匹配并进行虚实注册。实验结果表明,本文提出的算法能高效而可靠地在移动设备上实现增强现实应用。     

Mobile augmented reality based context-aware library management system

Mobile augmented reality has gained popularity in recent years due to the technological advances of smartphones and other mobile devices. One particular area in which mobile augmented reality is being used is library management. However, current mobile augmented reality solutions in this domain are lacking in context-awareness. It has been suggested in the literature that agent programming may be suitable at overcoming this problem, but little research has been conducted using modern mobile augmented reality applications with agents. This paper aims to bridge this gap through the development of an agent-based, mobile augmented reality prototype, titled Libagent. Libagent was subjected to five experiments to determine its suitability, efficiency, and accuracy for library management. The results of these experiments indicate that agent-based mobile augmented reality is a promising tool for context-aware library management.     

结合图像识别的移动增强现实系统设计与应用

目的 在移动互联网时代下,移动增强现实应用得到越来越快的发展。然而户外场景中存在许多相似结构的建筑,且手机的存储和计算能力有限,因此应用多集中于室内小范围环境,对于室外大规模复杂场景的适应性较弱。对此,建立一套基于云端图像识别的移动增强现实系统。方法 为解决相似特征的误匹配问题,算法中将重力信息加入到SURF和BRISK特征描述中去,构建Gravity-SURF和Gravity-BRISK特征描述。云端系统对增强信息进行有效管理,采用基于Gravity-SURF特征的VLAD方法对大规模图像进行识别;在智能终端上的应用中呈现识别图像的增强信息,并利用识别图像的Gravity-BRISK特征和光流结合的方法对相机进行跟踪,采用Unity3D渲染引擎实时绘制3维模型。结果 在包含重力信息的4 000幅户外图像的数据库中进行实验。采用结合重力信息的特征描述算法,能够增强具有相似特征的描述符的区分性,并提高匹配正确率。图像识别算法的识别率能达到88%以上,识别时间在420 ms左右;光流跟踪的RMS误差小于1.2像素,帧率能达到23 帧/s。结论 本文针对室外大规模复杂场景建立的基于图像识别的移动增强现实系统,能方便对不同应用的增强现实数据进行管理。系统被应用到谷歌眼镜和新闻领域上,不局限于单一的应用领域。结果表明,识别算法和跟踪注册算法能够满足系统的精度和实时性要求。     

基于Android移动设备的增强现实技术研究

针对移动设备弱处理能力和低内存等局限性,导致增强现实技术不能在移动设备上普及,提出一种新的增强现实技术方案。采用SURF算法提取视频帧图像的特征点,接着使用FREAK算法进行特征点描述;在汉明距离强制匹配之后,采用改进的RANSAC算法剔除了误匹配点,然后通过计算比较匹配特征点占样本图像特征点的比重,判断是否成功匹配目标物体;最后渲染对应的三维模型完成增强现实三维注册。通过在Android移动设备上的验证,结果表明该技术方案满足移动设备对实时性、准确性和鲁棒性的要求,为移动增强现实的推广奠定了良好的基础。     

Mobile augmented reality for environmental monitoring

In response to dramatic changes in the environment, and supported by advances in wireless networking, pervasive sensor networks have become a common tool for environmental monitoring. However, tools for on-site visualization and interactive exploration of environmental data are still inadequate for domain experts. Current solutions are generally limited to tabular data, basic 2D plots, or standard 2D GIS tools designed for the desktop and not adapted to mobile use. In this paper, we introduce a novel augmented reality platform for 3D mobile visualization of environmental data. Following a user-centered design approach, we analyze processes, tasks, and requirements of on-site visualization tools for environmental experts. We present our multilayer infrastructure and the mobile augmented reality platform that leverages visualization of georeferenced sensor measurement and simulation data in a seamless integrated view of the environment.     

基于ORB自然特征的AR实时系统实现

针对当前基于自然特征的增强现实效率低,提出一种新的基于ORB自然特征的实时注册方法。提取视频帧与基准图像中的ORB特征点,使用汉明距离匹配,利用RANSAC算法筛选得到最佳匹配点对,确定摄像机的位姿。将三维虚拟物体叠加到真实场景中,达到虚实结合的效果。实验表明,在不同尺度角度、一定环境光变化、复杂背景和基准图像部分遮挡的情况下,该AR系统都具有良好的性能,跟踪定位准确度高,速度基本达到实时要求。     

基于增强现实的虚拟城市规划关键技术研究

增强现实是虚拟现实技术的重要分支,已经被成功的应用到众多领域.探讨了增强现实应用于虚拟城市规划的可行性,并给出了一种新颖的基于增强现实技术的城市规划方法.它可以满足城市规划对虚实交互、人机交互的要求,充分体现出增强现实技术在城市规划应用中的优势.介绍了系统结构与工作流程,着重分析了所采用的基于标识的虚实注册方法,并给出了运行结果.     

增强现实环境下的产品装配引导技术

以增强现实环境下引导产品装配为目标,建立了面向增强装配过程的统一信息模型,管理文字、几何和产品装配特征等可视化引导信息。采用基于标志物的视觉跟踪技术实现虚拟零件和视频中真实零件的注册定位,通过建立虚拟和真实装配场景的深度图处理增强装配场景中虚实物体的遮挡关系。利用虚实零件的注册位置把装配引导信息叠加到装配视频场景中。并开发了演示系统,分析和说明了增强现实环境下引导产品进行装配的过程。     

水彩画风格实时增强现实技术

在传统的AR系统中,虚拟物体和真实场景在视觉上存在较为明显的差异,达不到虚拟物体和真实场景无缝结合的要求。将增强现实技术与NPR有机地结合起来,减小这种视觉差异,研究并实现了水彩画风格的增强现实系统。     

一种基于SURF与ARToolkit的增强现实设计

为了解决旅客在国外旅游时由于语言不通,无法实时了解日常遇到的路牌、餐牌等信息的问题,基于ARToolkit和SURF算法,提出一种设计图文解说增强现实功能开发方法。经过实验测试,成功实现了对名画的图文解说,验证了该方法的有效性。该方法使用方便,具有较高的应用和推广价值。     

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。