一种基于深度计算的图像增强现实系统实现

为解决在低能见度条件下由于景物无法辨识而无法进行增强现实的问题,以及在增强现实中虚拟物体与真实物体之间的深度一致性问题,研究了增强现实技术原理,给出了低能见度条件下增强现实方案,并设计了一个基于深度计算的图像增强现实系统.该系统可利用双目摄像机实时采集目标图像,并利用校正标定后得到的视差图像,采用半局部匹配方法(SGBM)算法和深度计算实现虚拟物体的跟踪配准.在不同环境下的实验表明,该系统具有良好的实时性、光不变性和深度一致性.     

增强现实中虚拟物体的投影注册算法研究

研究增强现实的关键技术之一的虚拟物体注册技术,使增强现实系统中的增强信息更具有真实感,结合三色基准注册技术,借助三维空间中的坐标系变换和立体投影变换算法,建立增强现实系统中虚拟物体投影注册模型,提出并推导增强现实系统的虚拟物体立体视觉投影注册算法,该算法能够很好地实现已知几何描述的虚拟物体从其自身坐标系到增强现实系统坐标系的转换,并能够生成具有视差的左右眼立体图像,本算法结合视点的三然基准算法完整地实现了用于增强现实的三维注册。     

增强现实系统的动态注册

增强现实是虚拟现实的一个重要分支,有着广泛的前景与应用价值,增强现实系统中最关键的技术是三维注册,为实现虚拟物体与真实物体间的完美结合,三维注册精度至关重要,由于系统延时造成虚拟物体在真实物体附近游移,严重地影响系统的整体注册精度,针对该问题采用扩展卡尔曼滤波方法跟踪标志点,估计头部运动方位,对增强现实系统进行动态注册,以减少系统延时,提高三维注册精度,该算法实时性强,能够较好地解决增强现实系统延时造成的注册误差。     

面向自然特征的增强现实中高精度目标跟踪注册研究

增强现实技术已经在医疗、军事、教育、建筑、娱乐等多个领域得到了广泛应用,为了实现虚拟世界信息与真实世界信息的无缝叠加,要求虚拟场景信息与真实环境信息利用跟踪注册技术在三维空间位置中进行配准,通过研究3种坐标系的变换,使用单应性估计完成虚拟物体的三维注册,实验效果良好.     

多标志齐次变换的增强现实技术与虚拟教育应用

增强现实可实现真实场景与计算机虚拟信息的融合．研究了基于标志的增强现实技术,采用齐次变换实现基于标志的增强现实三维注册关键技术,改进了坐标齐次变换支持多标志识别,可同时对多个三维虚拟模型进行平移、旋转、缩放的刚体变换,实现虚拟物体的全方位操作．以古生物魔法书作为实例,展现了增强现实技术在教学中的应用优势,探讨了其在教育中的应用方式、条件需求和关键技术,实例结果显示增强现实进入教学领域可行性．      

基于物体6D姿态估计算法的增强现实博物馆展示系统

针对文化遗产资源缺少生动逼真、沉浸感的展示的问题,基于增强现实技术,融合人工智能,提出了一种基于物体6D姿态估计算法的增强现实博物馆展示系统,用于文化遗产三维可视化展示。物体的6D姿态估计是指检测图像中出现的物体,并且估计其相对观察者的3D位置和方向。在增强现实领域中,6D姿态估计用于测量真实环境中物体的姿态,并将虚拟物体以正确的姿态添加到它们上面。针对增强现实系统中场景和对象融合精度低、速度慢的问题,研究了一种端到端的物体6D姿态估计网络,实现从RGB图像中进行物体目标检测以及姿态估计,提出的方法使用并联网络结构提取高分辨率特征,可以保留更多的空间信息,提升预测物体关键点的精度,使用一个姿态推理网络方式替代传统的数学计算方法,从关键点中得到物体的姿态,实现端到端姿态估计,提升检测速度。在该方法的基础上,研究了结合云计算、5G通信等多项技术的增强现实分布式框架,实现移动端的增强现实应用。实验结果表明,文中提出的物体6D姿态估计方法的准确率达到92.6%,运行速度达到30帧/s,满足增强现实应用的需求,可用于增强现实博物馆展示系统,为其提供生动的互动内容,突破文化遗产实物的时空局限性,为观众带来身临其境的参观体验。     

商汤科技:面向增强现实的视觉定位技术的创新突破与应用

<正>"增强现实"是一种将虚拟景物或信息无缝地融入现实物理环境中的技术,相比传统的文字、图像和视频,能更高效、直观地呈现信息,有着非常广泛的应用。同时定位与地图构建技术(Simultaneous Localization and Mapping,简称SLAM)可以在未知环境中定位自身方位,并同时构建环境的三维地图,从而保证叠加的虚拟物体与现实场景在几何上的一致性。它不仅是增强现实的关键基础技术,也是无人机、自动驾驶、机器人领域的基础技术。随着视觉传感器的普及和计算机视觉技术的飞速发展,视觉SLAM因为无需预先布置场景、适用范围广     

基于增强现实技术的圆明园现场数字重建

增强现实(AR)技术是在虚拟现实技术的基础上发展起来的新兴研究领域,是一种利用计算机产生的附加信息对真实世界的景象增强的技术。AR系统的用户可以在看到真实环境的同时看到计算机产生的与之融合的文字、图片或虚拟物体的三维模型。阐述了AR 系统的基本组成和关键技术,介绍了用于圆明园现场数字重建的3种增强现实系统,即定点观察式、手持个人数据助理(PDA)式和基于头盔显示器(HMD)的可穿戴式增强现实系统。阐述了各系统的结构和原理,详细说明了定点观察式系统的研制现状及初步实验结果。     

增强现实环境下的FreeForm空间遥操作研究

人类在复杂环境中执行操作任务时,往往存在很多危险。空间遥操作技术实现让操作人员操控异地的设备,远离危险,在安全的环境中完成各种操作。然而,空间遥操作技术存在通讯时延,为了解决这一问题,通常使用增强现实技术对遥操作系统构建虚拟预测环境。目前,一般的增强现实技术只能对人的视觉系统进行影像增强或视野扩张,无法对触觉进行有效地模拟或仿真。本文提出将FreeForm触觉式设计系统与增强现实技术结合的方法,弥补这一缺陷。     

增强现实技术在虚实图像配准中的研究

通过标定对标志点进行匹配,利用变换关系将真实场景图像与计算机生成的虚拟物体图像准确配准,最终达到增强现实的效果,并通过计算机乳腺外科手术支援系统进行验证.     

元宇宙技术及应用研究进展

元宇宙(Metaverse)是一个虚拟时空的集合,由一系列的增强现实(Augmented Reality, AR)、虚拟现实(Virtual Reality, VR)和互联网(Internet)组成,是一个平行于现实世界运行的人造空间,也被认为是互联网的下一个阶段,是由AR、VR、3D等技术支持的虚拟现实的网络世界。自2021年以来,国内外掀起了研究元宇宙的热潮。本文介绍了元宇宙的起源和定义、发展元宇宙的意义、元宇宙的技术体系、发展面临的问题和风险等;重点分析了元宇宙的主流技术体系和典型应用场景,列举了相关研究成果和观点;最后给出了元宇宙未来的研究方向。     

网格计算在分布式虚拟环境中的应用

分布式虚拟现实技术使空间中不同地方的人能同时事受同一个虚拟环境，具有高度的沉浸感、真实感、三维立体感、多感知性、交互性。网格计算是一种利用互联网或专用网络把分布在各地区的各种计算资源互联在一起，使系统所能得到的性能不再由现有的硬件设施决定，而是由网络所能联接的资源决定。因此对基于网格计算所构造的一个分布式虚拟现实系统进行了讨论，分析了虚拟现实技术难以发展的原因及原有系统的缺陷，并提出了一种基于网格计算的虚拟现实模型。     

虚拟现实的技术瓶颈

 在技术变革和资本力量的双重推动下,虚拟现实（virtual reality）技术在近几年发展迅速,初步达到了可商业化的程度。虚拟现实和3D 电影院都是通过双目视差实现三维成像,但虚拟现实提供了3D 电影院所不具备的移动视差并提供了强烈的沉浸感。现阶段虚拟现实技术仍面临着一系列技术难题,其中眩晕和人眼疲劳尤其明显,是虚拟现实的技术禁地。本文从介绍三维视觉感知开始,分析了虚拟现实造成眩晕和人眼疲劳的根本原因。给出了解决这一技术瓶颈的答案--动态光场,并从光场采集和显示两方面分析了多种光场技术的优缺点。列举了增强现实（augmented reality）技术的3 种实现形式,并从人与人交互和通信的角度对比了虚拟现实与增强现实在未来的发展趋势。     

基于Web的光纤通信虚拟实验平台的构建

基于网络远程教育的虚拟实验技术,提出一种虚拟实验远程教育平台的实现方案,该方案综合运用VRML技术和ActiveX技术,并以光纤通信虚拟实验室为例,详细论述了其远程教育平台的构建。     

虚拟现实技术（VR）在网上购物中的应用研究

网上购物时下已经成为一种非常流行的购物方式,但是由于网页技术的限制,平面化的网上购物缺乏真实性。如何能够实现网上购物的三维化。虚拟现实技术（VR）正是实现三维的虚拟超市的绝佳选择,下一代网络技术也将为虚拟现实的实现提供了足够的带宽。     

虚拟现实技术与建构主义学习环境的创设

本文介绍了虚拟现实的概念及春３个基本特征,沉浸性,交互性,构想性,并论述虚拟现实技术可有效创设真实情境,有利于实现学习过程的协作与会话和有效的意义建构,其特性有利于建构语文产环境中“情境”“协作”“会话”和“意义建构”这四大属性的充分体现和有效地创设建构主义学习环境,使学习者可以在其中进行自由探索和自主学习,激发学生的学习积极性,有利于学生对学内容的意义建构,从而提高教与学的质量和效果。     

基于VRML的大规模虚拟场景的实时载入方法

针对网络环境下大规模虚拟场景的实时生成中所面临的速度问题,通过对VRML（Virtual Reality Modeling Language）工作原理和优化技术的分析,提出一种基于网格化管理的大规模虚拟场景的实时载入方法,实现了虚拟校园场景的生成系统。通过有选择地下载和渲染小部分场景,可提高生成速度,便于大规模场景的实时浏览。     

HMD-VR环境下基于平面辅助物的人机交互系统

针对在沉浸式虚拟现实环境中进行自然高效的交互问题,提出了一种新的头戴式虚拟现实（HMD-VR）空间中的人机交互方法. 使用平面辅助物将智能平板的交互范式引入到头戴式虚拟现实环境中,通过单深度相机对平面辅助物与手部的有效跟踪构建了一个高效的交互系统;针对虚拟空间与真实空间交互平面的尺寸差异所带来的交互错误,提出了一种触觉重定向方法,使得交互操作可以在相邻目标间连续切换,并能有效防止切换时的虚拟手抖动;实验结果表明该交互方法不仅易于使用,而且提高了交互效率和交互准确性.      

VRML与机械产品造型

通过实例论述了利用虚拟现实构模语言（ＶＲＭＬ）构造虚拟机械产品的过程,说明在产品造型设计中使用ＶＲ（ＶｉｒｔｕａｌＲｅａｌｉｔｙ）技术不但可行而且效果良好．同时,利用所提供的方法可以在低性能计算平台上使用ＶＲ技术,将本方法应用于机械产品造型设计能极大地提高设计对象的真实感和互动性并能达到直观生动和经济快捷的目的．