基于AR的互动式3D电子书的研发与实现

增强现实(Augmented Reality,AR)电子书是在传统纸质书籍的基础上,将计算机处理过的虚拟信息叠加在真实场景上,并借助感知和显示设备,将虚实信息融为一体,在显示静态模型的同时播放声音,从而显示虚拟三维景象的电子图书。本文阐述了使用ARTool Kit开发包和Open GL进行3D电子书的开发过程,在完成基本功能的同时改变模型加载方式,扩展了标识图的单一识别功能,展现了一个多样化的增强现实的发展和应用。系统使用不同的建模软件建立模型,并进行渲染加载,完成声音展示,使其更加生动贴近现实,提高了阅读者的阅读兴趣。该互动式3D电子书弥补了传统图书的不足,体现了增强现实电子书的独特优势,是增强现实在教育领域的一种有益应用,具有极大的市场价值和科研价值。     

基于三维标识物的虚实配准方法研究

提高医疗辅助手术中增强现实系统的虚实配准效率, 设计了一种基于海明编码的正六面体三维标识 物, 对标识物进行检测和识别。 针对三维标识物的特点, 采用 POSIT(Pose from Orthography and Scaling with Iterations)算法求得摄像机的位姿, 并对标识物的尺度进行实验研究, 从而得到优化尺度; 利用获得的转移矩阵 将 CT(Computed Tomography)重建并渲染后的虚拟颅骨模型实时显示在真实场景中, 最后调整标识物将虚拟模 型与真实颅骨模型虚实配准显示。 经多组实验验证, 设计的三维标识物可在多数情况下识别一个以上标志面, 优化后的标识物识别效果良好, 可成功地应用在虚实配准实验中, 从而证明了这种标识的有效性。     

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．      

AR测量实习系统的设计与实现

针对信息化背景下高校测量实习课程的数字化资料组织问题,采用Unity3D、Vuforia和Andriod结合的开发环境,从方案设计、开发流程、模块描述与功能实现等方面入手,设计并实现基于增强现实(AR)技术的测量实习原型系统.系统利用3DMAX软件对测量实习课程中的虚拟资源进行三维建模、动画制作,采用Unity3D引擎进行学习资源整合、虚拟场景搭建和交互操作,结合Vuforia SDK检测并识别目标特征,实现虚拟资源与现实环境的叠加显示.实验证明,系统稳定,识别速度快,能够在移动终端通过扫描识别图完成各种学习资料的展示和互动.     

日臻成熟的XR技术

正所谓XR(扩展现实)技术,它其实是VR(虚拟现实)、AR(增强现实)和MR(混合现实)的合称。VR技术现已广泛应用于医学、影视娱乐、航天、室内设计等领域。它利用头戴设备模拟真实世界的3D互动环境,与3D电影相比,更注重互动。AR技术是将真实世界信息和虚拟信息巧妙融合的技术。真实世界和虚拟世界的信息相互补充、叠加,使真实环境和虚拟物体同时显示在同一画面里,兼具互动性,从而极大地提升了展示效果。     

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。     

基于增强现实的心墙堆石坝施工进度可视化仿真

目前心墙堆石坝施工过程可视化仿真研究多是基于施工仿真结果构建的纯虚拟三维可视化,其地形模型多根据前期勘测数据建立,其渲染消耗资源多且不易被修改,且与实际施工场景有很大差别.针对此问题,将增强现实技术(AR)引入水利水电工程施工仿真中,提出了基于增强现实的心墙堆石坝施工过程可视化仿真方法,该方法主要解决两个方面的问题:如何利用虚拟相机的三维注册技术解决虚拟场景与真实场景不处于同一空间的问题,以使可视化仿真具有动态时效性;如何通过视频监控获取的三维场景信息与虚拟物体叠加,以解决传统可视化仿真中地形模型占用过多资源的问题,并提高可视化仿真效率.结合西南某大型水利水电工程,利用AR技术对该工程的施工进度仿真进行可视化展示.首先在无需建立地形模型的情况下实现了施工仿真和施工现场的紧密结合;其次,基于web service的数据查询和传输实现仿真成果的交互式动态三维场景查询,同时通过基于硬件的增强现实方法以更少的资源消耗实现了更真实直观的可视化仿真,为水利水电工程施工可视化仿真提供了新思路.     

基于LBS的 电动汽车充电服务系统的设计与实现

为解决电动汽车充电难、充电桩分布不密集的问题,通过对第三方地图和LBS(Location Based Services)的充分利用,采用基于SOAP(Simple Object Access Protocol)协议的Web Service方法实现服务端与客户端的信息交互,开发了基于LBS的电动汽车充电服务系统Android客户端应用,实现实时定位、地址检索、充电桩信息显示、路径导航和预约充电等功能,方便用户对充电桩的查询和使用。     

基于增强现实技术的BJD展示

在对增强现实中跟踪注册等关键技术研究分析的基础上,实现了BJD（Ball JointDoll,球关节娃娃）的数字展示,通过检测与识别预先在场景中设置的标记,跟踪摄像机的姿态,BJD空间模型注册到标记上,实现了虚拟BJD与真实场景的融合。     

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。     

基于Android 平台智能手机的车牌快速识别系统

为提高交警处理突发事件及日常巡查工作的效率,提出了一种基于Android 平台和4G 网络传输的车牌快速识别系统方法。该方法利用4G 网络将移动端拍摄的图片传输到远程服务器,识别车牌号。利用车牌号在违章信息库中查询,并将查询结果实时回传到手机客户端。智能手机作为移动端,利用JAVA 对UI( User Interface) 界面进行布局,实现拍照、显示、信息录入等功能。实验结果表明,该APP 界面简洁,操作方便,系统功能齐全,能有效提升交警处理突发事件及日常巡查工作效率,从而缓解执法过程带来的交通拥堵问题。     

AR/VR虚拟显示光学测量及IEC国际标准进展

 虚拟现实、增强现实技术近年获得快速发展,但虚拟显示的视觉舒适度、体验感和实用性仍有待提高。如何对虚拟显示的光学性能、图像质量等关键性能指标进行量化评价和准确测量,是产业界非常关注的问题。AR/VR虚拟图像与液晶显示屏等传统显示图像的成像方式不同,测量方法有较大差别,本文根据虚拟显示的成像方式,提出了模拟人眼的入瞳、视野、视角方向及光谱响应等特性的测量技术。同时,结合IEC TC110 WG12"穿戴显示"工作组的标准化工作情况,介绍了AR/VR虚拟显示光学测量方法国际标准化的进展。     

基于增强现实和位置服务的手机广告系统

 当前国内移动互联网发展极其迅速,但平面广告进入手机广告市场时遇到了一些困难,广告效果并不理想.针对这个现状,本文提出新的解决思路：利用现实增强和位置服务等技术,借鉴和运用ARToolKit、Hadoop、Blender、min3D等多个开源软件模块化设计开发了基于安卓(Android)平台的手机广告系统.系统包括手机客户端和服务器端两大部分,手机客户端负责从平面广告中识别二维码,定位当前手机的位置坐标,然后将用户信息、二维码和位置坐标发送给服务器端;服务器端接收后,通过范围搜索算法检索地图数据库和虚拟影像文件库,根据地域的不同得到对应的3D虚拟影像广告文件,将其回传给手机,手机客户端就能显示出3D虚拟影像广告了.此系统使平面广告通过二维码在手机中显示出3D虚拟影像效果,还能根据手机所在地域动态投放不同广告,增加了广告的吸引力,使手机广告更具有针对性、点击率更高、更有效果.     

基于GPRS的无线智能租赁系统设计

为实现城市公共自行车的自动化租赁及实时调度, 提高车辆的使用效率, 将射频识别技术、GPRS(General Packet Radio Service)无线通信技术与嵌入式技术相结合, 设计了客户机/ 服务器架构下的无线智能租车系统。客户端以S3C2440 处理器为核心并移植了linux 操作系统, 完成车辆的自动化租赁控制并将使用者信息、分布式站点地理信息和终端状态信息以TCP(Transmission Control Protocol) 协议上传到服务器; 同时在Windows 下开发了基于TCP 的服务器应用程序, 以接收客户端上传的数据并统计车辆的分布状况, 必要时做相应的车辆调度。给出了系统的总体设计方案, 并进行了编程调试。测试结果表明, 该系统运行稳定, 客户端的数据通过GPRS 网络可以安全可靠、实时地上传到服务器, 达到了数据实时传输的要求。     

A robotic tele-drill system over network using predictive display

0 IntroductionMuch research has been done for a long distancetelerobotic operation using exclusive communicationlines .These systems havetheir owncommunicationlines and areused for special purpose ,like space operation, nuclearmaterial handling,robotic telesurgery,etc . Withthe de-velopment of computer networklike Internet ,a teleopera-tionsystemusing it attracts much attention. Using Inter-net has more advantages than using exclusive communica-tionlines . For example ,it is cheaper and can …     

基于面向对象的虚拟商品展示技术研究

针对传统的网上虚拟展示技术的不足,提出基于面向对象的虚拟商品展示技术(OO3DP).该技术先在服务器端采用面向对象的方法对商品特征进行抽象,形成基类,再在客户端派生出商品特征部件类,然后根据语义装配出虚拟商品模型.OO3DP技术能够降低虚拟商品文件内数据冗余,提高文件间的数据共享程度,节约网络带宽,并能有效利用客户端资源,减轻服务器负担,提高负载均衡.     

嵌入式远程视频监控系统设计与实现

设计了一种运行在嵌入式Linux平台下的远程监控系统的实现方案．该系统以ARM9微处理器S3C2440作为主处理器,通过USB摄像头采集视频信息,采用JPEG进行视频压缩编码,并基于TCP／IP协议实现视频图像数据传输;通过Javaapplet技术,实现视频图像在网页上的接收和显示．客户端通过浏览器就可以访问Web服务器中的视频监控画面．测试结果表明,系统整体工作稳定,监控画面清晰流畅,网络延迟小．     

线程池技术在车流监控系统中的应用

车流监控系统可以利用射频识别（radio frequency identification,RFID）技术有效地获取车流信息,为道路的疏导和管理提供信息支持.针对车流监控系统服务器需要并行地接受大量客户机的服务请求的问题,分析了由于多线程频繁的创建和销毁线程造成系统开销的浪费、服务器响应速度慢的缺点;结合系统多连接、断续性、集中性和持续性的特点,提出了基于线程池技术的服务器模型,并分析说明了线程池的工作原理,最后给出了系统的框架代码.经过仿真测试表明,本系统稳定可靠,对于解决服务器并行操作问题,具有很好的通用性.     

基于VRGIS的虚拟校园三维仿真技术应用

采用客户机/服务器结构,应用Java和VRM L 2.0开发工具,设计并开发了基于因特网的虚拟校园环境,并以福建师范大学长安校区为例,建立了系统原型.利用VRG IS技术在数字校园可视化中的应用,用虚拟空间场景代替传统的抽象地图及其相应的描述文件,从而以生动的模型来模拟和显示现实三维空间.以人机互动方式来实现校园三维景观的实时漫游,为校园管理和服务提供一个科学简便、形象直观的可视化人机交互平台.     

基于改进Cascade R-CNN的两阶段销钉缺陷检测模型

无人机在输电线路巡检过程中会拍摄大量图片,自动识别无人机拍摄图片中存在的部件缺陷是无人机巡检的重要环节.其中销钉的缺陷由于目标较小且需要依赖上下文信息才能正确判断,识别难度较大.针对上述问题,提出了一种两阶段的销钉缺陷检测模型.首先使用Faster R-CNN (regin convolutional neural networks)模型提取出原始图像中的连接部位,再对提取出的每个连接部位进行缺陷识别.缺陷识别模型使用改进的Cascade R-CNN,该模型使用层级残差卷积模块代替骨干网络中的3×3卷积并使用路径聚合特征金字塔(PAFPN)代替原始网络中的特征金字塔结构,能够有效提取图片中的多尺度特征和上下文信息.最后将级联检测器的最后一级替换为double-head检测器,减少模型误报.实验结果表明,模型对销钉缺失及销钉脱出两类缺陷的平均识别精度能够达到81.2％,与原始的Cascade R-CNN相比提升了7.8％.