增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中注冊(cè)方法的研究與實(shí)現(xiàn).pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的注冊(cè)技術(shù)通過(guò)對(duì)現(xiàn)實(shí)世界補(bǔ)充或添加虛擬物體和相關(guān)信息,使觀察者從感官上認(rèn)為虛擬物體是周?chē)F(xiàn)實(shí)世界的組成部分。注冊(cè)技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中至關(guān)重要的技術(shù)之一,對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)具有重要意義。
　　傳統(tǒng)的視覺(jué)注冊(cè)技術(shù)適用于相對(duì)簡(jiǎn)單的真實(shí)環(huán)境,如攝像機(jī)相對(duì)于物體靜止的情況下,而一旦真實(shí)場(chǎng)景復(fù)雜或攝像機(jī)相對(duì)物體移動(dòng)迅速,則注冊(cè)算法的計(jì)算量大幅度增加,且注冊(cè)效果明顯變差,甚至在有部分物體被遮擋的情況下導(dǎo)致注冊(cè)失敗。
　　本文采

2、用基于標(biāo)識(shí)的視覺(jué)原理實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)的視覺(jué)注冊(cè)技術(shù),在算法實(shí)現(xiàn)過(guò)程中對(duì)三維矩陣參數(shù)方程進(jìn)行優(yōu)化處理,使得只需4個(gè)標(biāo)志點(diǎn)即可完成注冊(cè)矩陣的求解。同時(shí),為了解決部分遮擋的情況下注冊(cè)失敗的不穩(wěn)定性問(wèn)題,本文采用了單應(yīng)性矩陣改進(jìn)三維注冊(cè)矩陣參數(shù)的計(jì)算,旨在使標(biāo)識(shí)被部分遮擋時(shí)能通過(guò)相鄰幀圖像輔助計(jì)算矩陣參數(shù),具體方法是當(dāng)標(biāo)識(shí)完全可見(jiàn)時(shí),由傳統(tǒng)視覺(jué)算法完成三維注冊(cè)矩陣參數(shù)的計(jì)算;若標(biāo)識(shí)非完全可見(jiàn),則由相鄰兩幀圖像間互相匹配的四對(duì)或四對(duì)以上非共線(xiàn)特征點(diǎn)的幾何

3、關(guān)系與奇異值的分解,來(lái)計(jì)算迭代過(guò)程中的單應(yīng)性矩陣。據(jù)此,將單應(yīng)性矩陣分解為三維注冊(cè)矩陣的未知參數(shù),計(jì)算出虛擬注冊(cè)所需的注冊(cè)矩陣,以實(shí)現(xiàn)在標(biāo)識(shí)非完全可見(jiàn)時(shí)的跟蹤注冊(cè)。本文的特征點(diǎn)匹配采用了光流特征匹配算法,旨在識(shí)別真實(shí)場(chǎng)景中特殊標(biāo)識(shí)的非共線(xiàn)特征點(diǎn)對(duì),完成相鄰圖像間特征點(diǎn)對(duì)的匹配跟蹤,獲取計(jì)算單應(yīng)性矩陣和注冊(cè)矩陣所需的幾何信息,最終將虛擬物體精確地疊加到真實(shí)場(chǎng)景。
　　本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于引入了單應(yīng)性矩陣來(lái)恢復(fù)多幅圖像間的對(duì)應(yīng)關(guān)系,改進(jìn)了

4、在標(biāo)識(shí)被部分遮擋情況下的三維注冊(cè)矩陣求解問(wèn)題,同時(shí)將Hessian矩陣的光流匹配算法應(yīng)用在注冊(cè)技術(shù)的標(biāo)識(shí)識(shí)別部分,使注冊(cè)的穩(wěn)定性得到了提高。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,本文所采用的單應(yīng)性矩陣方法和光流特征跟蹤技術(shù),擴(kuò)展了視覺(jué)注冊(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍,能夠確保虛擬物體注冊(cè)到真實(shí)場(chǎng)景中,提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,解決了標(biāo)識(shí)被遮擋情況下不能正確注冊(cè)的問(wèn)題。本文的三維注冊(cè)方法在攝像機(jī)與物體相對(duì)快速移動(dòng)和標(biāo)識(shí)被部分遮擋的情況下體現(xiàn)了其有效性,對(duì)于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)