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手机增强现实虚实注册关键技术研究

作　者: 周俊威
导　师: 任波
学　校: 华中科技大学
专　业: 水利水电工程
关键词: 增强现实三维注册多场景图像识别 OpenGL ES
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

增强现实(Augmented Reality简称AR)技术是近来国内外研究的一个热点,是将现实环境与虚拟场景无缝融合,最终增强用户对真实场景的体验。随着计算机技术,以及智能手机、PDA、平板电脑等智能终端设备的发展,人们越来越依赖于这些随身携带的智能设备并且移动平台上的增强现实应用也将越来越多丰富。三维注册(也称虚实配准)一直都是增强现中的核心技术。随着近年增强现实的快速发展,移动平台上的虚实配准逐渐成为增强现实应用的研究热点。本文针对大多手机上的增强现实系统场景单一,且依赖于标识的现状,提出一种更快速、更健壮且不依赖于标识的增强现实系统。该系统大大的扩展了增强现实技术的应用范围,同时解决了手机上由于内存小、计算能力弱、无法实现实时运行的问题,提高了三维注册的精度和鲁棒性。本文就上述问题,在手机上实现了一些传统算法,并提出了一些新颖的算法和解决方案,主要内容包括:1)采用一种基于多场景的三维注册技术,不仅可以完成无标识情况下的场景三维注册,并且解决了大场景的跟踪和手机内存受限的问题。2)实现了基于分类簇的快速关键帧识别算法,能够快速、准确的识别出目标场景,保障系统的场景切换和实时运行。3)在手机上搭建了通用的增强现实系统和三维渲染平台,为实时的虚实融合提供了保障。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-9
1 绪论  9-15
  1.1 课题研究目的和意义  9
  1.2 增强现实相关背景  9-10
  1.3 国内外研究现状  10-14
  1.4 本文的结构安排  14-15
2 理论背景和数学基础  15-21
  2.1 摄像机模型  15-16
  2.2 坐标转换  16-20
  2.3 摄像机的标定  20-21
3 子场景的选取和生成  21-29
  3.1 子场景选取和预处理  21-22
  3.2 目标特征点的提取和匹配  22-25
  3.3 子场景的生成  25-29
4 基于分类簇的场景识别  29-42
  4.1 算法思想  29-32
  4.2 子场景的训练和识别  32-36
  4.3 子场景的压缩  36-37
  4.4 关键帧检索结果和性能分析  37-42
5 手机实时位姿估计和三维注册  42-52
  5.1 系统设计思路和工作流程  42-45
  5.2 OpenGl ES 初始化和场景的渲染  45-47
  5.3 手机平台已知场景下虚实配准的实验结果  47-52
6 总结与展望  52-54
  6.1 本文工作总结  52
  6.2 前景展望  52-54
致谢  54-55
参考文献  55-57

手机增强现实虚实注册关键技术研究

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