光学透射头盔显示器标定综述

光学透射头盔显示器(OSTHMD)标定是增强现实技术研究中一个具有挑战性的关键技术问题.文中详细阐述了OSTHMD的标定技术,包括标定要求、标定计算模型、标定方法、标定评估、发展趋势和应用前景等,重点介绍了比较实用的基于单点主动对准法和基于图像的标定方法.     

一种增强现实分场景推送情景感知服务的方法

针对目前增强现实浏览器中由于标签使用不当阻碍用户认知操作的问题,提出了一种分场景推送情景感知服务的方法.该方法根据用户寻找兴趣点并检索内容的认知流程划分场景,采用情景感知四层服务框架分别创建了3个场景的功能模块,通过关联3个场景模块,构建了完整的移动增强现实浏览器系统.实验结果表明,与同类浏览器相比,基于上述方法设计的增强现实浏览器系统在分类准确度上平均提高了13%,用户对系统预测效果的平均满意度提高了26%.     

基于自然场景在线学习的跟踪注册技术

三维注册是移动增强现实的关键技术之一,提出了一种在线学习的跟踪注册方法,能够精确地对自然场景进行跟踪注册.该方法首先改进SURF（speeded up robust features）描述符匹配方法,提高初始注册矩阵的正确性;然后,通过对场景进行有效的在线学习,提高注册精度;最后,利用前一帧的注册矩阵快速恢复已丢失的关键点,以提高注册的速度.实验结果表明,该方法能够较为流畅地对视频帧进行跟踪,并能保持较好的注册精度.     

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ARcode的移动增强现实系统研究

为解决移动设备多用户、大数据量目标的识别和跟踪问题,提出一种基于改进二维码的新型移动增强现实系统。通过C/S框架保证模型的更新,在客户端分离出识别和渲染过程,分析基于快速响应矩阵码的跟踪注册方法,针对其存在的跟踪范围小、跟踪不稳定的问题给出解决方案,从而完善系统。实验结果表明,与基于常规标志点和利用自然特征的方法相比,该系统方便实用、便于推广,且条码容易被手机使用,能识别出更多的信息。     

光学透视式头盔显示器标定的退化影响

为了成功地应用增强现实，需要有观察仪器的准确投影信息，这就要求对所使用的光学透视式头盔显示器进行标定。针对实验室的光学透视式增强现实系统的组成特点，选定了虚拟摄像机（头盔显示器与人眼的结合）的标定算法。根据对投影矩阵的退化点结构的影响，改进了选取标定的对应点个数和用户头部的运动轨迹。实验结果表明，标定效果明显改善了，成功率也有明显提高。     

固体火箭发动机药柱超声缺陷特征研究

通过对固体火箭发动机药柱材料黏弹性的分析决定了超声检测探头的最佳频率为1 MHz.采用双探头脉冲反射法,综合了穿透法和脉冲反射法的优点,实现了超声信号在固体火箭发动机药柱中传播时能量强衰减的情况下超声回波信号幅值的最优化.利用超声缺陷信号的时频域特征,较好地实现了该类型药柱的线性定量无损检测.     

六自由度交流式电磁跟踪系统在医学图像中的应用

在医学图像中广泛采用虚拟现实技术对图像的配准和融合来进行三维重构,虚拟现实系统中的六自由度电磁跟踪系统能够提供空间的六个自由度的信息,用来提供图像之间的三维信息,从而实现图像的三维重构.本文研究现有的各种电磁跟踪系统,分析了其不足,提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统,设计了系统的结构,推导了六自由度算法和提出了滤波相关算法,在此基础上制作了实验系统.实验的结果表明该系统能够提供稳定准确的空间三维信息,达到了理论计算上的要求.该系统提供的信息给医学图像的三维重构提供了指导性的信息,尤其是对脑部的血管三维重构,从而为手术导航带来实际的应用.     

基于像素运动模型的数字造影系统成像畸变校正

提出一种基于像素运动模型的数字造影系统成像畸变的校正方法.通过在一些间隔均匀的方位上获取标志板图像,利用单幅图像的畸变校正算法计算出各幅图像中的像素受畸变影响而产生的运动,并据此求得像素运动模型的参数.利用该模型可以校正C型臂在任意方位下获取的造影图像的畸变.实验证明,该算法具有较高的精度和较快的速度.     

基于随动控制的数字圆明园增强现实系统注册方法

针对户外复杂环境中的增强现实三维注册问题,提出一种基于随动控制的跟踪注册方法.所提出的方法通过惯性跟踪器实时获取角度跟踪数据,通过步进电机驱动高精度随动转台随动控制实景摄像机旋转,之后根据跟踪结果在虚实三维空间中建立摄像机模型,注册配准虚实摄像机的角度信息.所提出的随动控制使得跟踪器的误差不直接影响虚实叠加,降低了环境因素的影响.系统滞后和误差的实验数据分析表明所提出的方法提高了跟踪的稳定和精确性,在圆明园大水法遗址的实地应用结果证明了系统的实用性.