基于視覺跟蹤注冊(cè)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是將計(jì)算機(jī)生成的虛擬信息添加到真實(shí)場景中，實(shí)現(xiàn)對(duì)真實(shí)世界的增強(qiáng)并使用戶體驗(yàn)到一個(gè)感官效果真實(shí)的新環(huán)境，它是在虛擬現(xiàn)實(shí)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新技術(shù)。這種技術(shù)在軍事、教育、建筑、醫(yī)療、工程、工業(yè)維修、信息可視化、旅游文化及娛樂等領(lǐng)域有著非常廣闊的應(yīng)用前景，已是計(jì)算機(jī)科學(xué)領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn)。而三維注冊(cè)則是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)領(lǐng)域中研究的基礎(chǔ)和關(guān)鍵，它決定了最后增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的輸出效果及成功與否。
　　本文主要針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的三維注冊(cè)技術(shù)

2、進(jìn)行了重點(diǎn)研究，提出了一種基于自然特征點(diǎn)的注冊(cè)算法。
　　為了滿足增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的健壯性和實(shí)時(shí)性，本文研究了特征點(diǎn)的提取與匹配技術(shù)，并提出使用FREAK算子對(duì)圖像進(jìn)行自然特征點(diǎn)的提取與匹配，F(xiàn)REAK的魯棒性好，而且生成的是一種二進(jìn)制串描述符，可以快速地計(jì)算生成特征描述符，大大的縮短系統(tǒng)在圖像處理階段的時(shí)間。通過匹配技術(shù)，將圖像特征點(diǎn)的描述符進(jìn)行匹配，使用異常值去除策略篩選最佳匹配點(diǎn)對(duì)。根據(jù)篩選后的最佳的匹配點(diǎn)對(duì)估計(jì)出圖像間的單應(yīng)性

3、矩陣，同時(shí)為了更加準(zhǔn)確的估計(jì)出攝像機(jī)的位姿信息，提高注冊(cè)精度，本文對(duì)已由最佳的匹配點(diǎn)對(duì)估計(jì)出的單應(yīng)性矩陣進(jìn)行了優(yōu)化求精，其核心思想是對(duì)實(shí)時(shí)的場景圖像進(jìn)行一次透視變換操作。使用攝像機(jī)定標(biāo)技術(shù)求出攝像機(jī)的內(nèi)部參數(shù)，并根據(jù)最終的單應(yīng)性矩陣計(jì)算出注冊(cè)信息。最后將OpenGL生成的虛擬物體疊加到真實(shí)場景中，輸出虛實(shí)融合后的場景。
　　本文實(shí)驗(yàn)使用Visual Studio2010實(shí)現(xiàn)，輸入的圖像通過普通的PC攝像頭采集，圖像分辨率為640x