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嵌入式增强现实系统设计与实现

作　者: 白慧东
导　师: 康波
学　校: 电子科技大学
专　业: 模式识别与智能系统
关键词: 增强现实 MINI2440 姿态跟踪实时渲染嵌入式增强现实系统
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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引　用: 1次
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内容摘要

增强现实是将现实环境和虚拟图像进行适当合成的技术,与此相对应的是虚拟现实技术,则是将用户放置在一个完全人造的世界之中。增强现实在真实场景的基础上叠加信息:通常是将计算机生成的有关图形或者额外文字信息叠加到用户周围环境,完成视觉说明或者任务引导。由于桌面电脑系统的移动便携性的严重不足,使得基于桌面电脑的增强现实系统应用受到了极大的限制。与此同时,嵌入式移动设备的快速发展,其单机多媒体计算能力的大幅提升,则为增强现实在嵌入式移动设备上的实现奠定了良好的基础,同时也为其应用和推广提供了广阔的平台。在嵌入式移动设备的有限计算资源情况下,如何快速高效地搭建增强现实系统,并使其具有跨平台特性,是现阶段增强现实研究的一个热点和难点。本文在嵌入式实验开发平台MINI2440上针对增强现实进行了深入有效的研究。完成了嵌入式增强现实系统的开发环境搭建,主要包括ARM-Linux的安装,以及针对软件浮点模拟运算模块和OV511摄像头驱动模块的内核设置,并建立了完整的交叉编译环境;完成了基于标识的嵌入式增强现实系统的姿态跟踪,主要包括图像获取,标识检测,模板匹配,姿态估计等算法研究和代码实现;完成了嵌入式增强现实系统的内容叠加,主要包括实时三维渲染和图像帧缓冲的实现。最终设计了针对嵌入式移动平台特点的增强现实系统构架,并开发了一套基于标识跟踪配准算法的嵌入式增强现实系统原型,进行了相关的优化和应用测试。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-8
第一章绪论  8-15
  1.1 增强现实  8-11
    1.1.1 增强现实的定义和特点  8-9
    1.1.2 增强现实的历史与现状  9
    1.1.3 增强现实的应用  9-11
  1.2 嵌入式增强现实系统  11-13
    1.2.1 嵌入式增强现实系统的特点  11-12
    1.2.2 嵌入式增强现实系统的研究现状  12-13
  1.3 本课题研究内容  13-15
第二章开发环境  15-23
  2.1 硬件资源  15-17
  2.2 操作系统  17-19
  2.3 系统安装配置  19-20
  2.4 交叉编译环境  20-22
  2.5 小结  22-23
第三章姿态跟踪  23-45
  3.1 图像获取  24-34
    3.1.1 摄像机驱动  24-26
    3.1.2 图像函数接口  26-29
    3.1.3 图像格式转换  29-31
    3.1.4 摄像机标定  31-34
  3.2 OpenCV  34-38
  3.3 标识检测  38-39
  3.4 模板匹配  39-42
  3.5 姿态估计  42-44
  3.6 小结  44-45
第四章渲染  45-58
  4.1 实时渲染  45-46
  4.2 嵌入式实时渲染  46-50
    4.2.1 Klimt 概述  46-48
    4.2.2 基于Klimt 的3D 图形渲染  48-50
  4.3 图像帧缓冲  50-57
    4.3.1 SDL 概述  50-52
    4.3.2 基于SDL 的帧缓冲实现  52-57
  4.4 小结  57-58
第五章系统原型  58-62
  5.1 系统结构  58-59
  5.2 系统原型与测试  59-61
  5.3 总结与展望  61-62
致谢  62-63
参考文献  63-65
攻硕期间研究成果  65-66
附录  66-67

嵌入式增强现实系统设计与实现

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