移动机器人VSLAM和VISLAM技术综述

同时定位与地图构建(SLAM)技术是指移动机器人通过自身搭载的传感器以实现同时定位与地图构建。视觉传感器与惯性测量单元极强的互补性使得视觉SLAM(VISLAM)成为SLAM研究中的热点方向。分别介绍了VSLAM技术中具有代表性的算法、特征提取方法以及卡尔曼滤波和非线性优化方法的应用,并对惯性导航系统做了简短阐述。当前VSLAM系统中往往存在光照变化剧烈、图像模糊、特征不明显等问题,将对SLAM系统造成严重后果。进而引出了多传感器融合SLAM中具有代表性的VISLAM技术,并介绍了VISLAM技术中视觉传感器和惯性测量单元的松耦合、紧耦合2种信息融合方法以及卡尔曼滤波和光束平差法在后端优化上的应用,对其未来的发展方向也做了展望。     

基于增强现实技术的展示系统设计研究

虚拟现实技术利用计算机图形学原理与技术将视觉、听觉、触觉等多感知融合为一体,是一种能将多种信息交汇、沉浸性很强的技术。本文以基于虚拟现实和增强现实的展示系统构建技术为研究对象,探讨了展示系统的系统架构和实现效果,包括系统功能配置、系统总体设计流程、系统内容设计、小地图及数据库的设置、系统生成与发布等,相信对从事相关工作的同行能有所裨益。     

基于视觉的多机器人协作SLAM 问题

 视觉SLAM 仅采用图像作为外部信息,用于估计机器人位置的同时构建环境地图。SLAM 是机器人自主性的基本前提,如今在小动态环境采用激光或者声呐传感器构建2D 地图得到较好地解决。然而动态、复杂和大范围下的SLAM 仍存在问题,使用视觉作为基本的外部传感器是解决问题的一个新颖热门的研究方法。在视觉SLAM 中使用计算机视觉技术,如特征检测、特征描述和特征匹配,图像识别和恢复,还存在很多改善的空间。本文在视觉SLAM 领域的最新技术的基础上,对基于视觉的多机器人协作SLAM 领域的前沿技术进行综述。     

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。     

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     

增强现实单向物理交互技术的研究与实现

增强现实技术可以将计算机产生的虚拟物体或信息与真实环境进行合成,是由虚拟现实技术发展出来的新研究领域.AR系统中真实物体和虚拟物体除了实现视觉上的融合之外,还要能够实现虚实物体间的交互.本文介绍了增强现实环境下真实物体对虚拟物体的单向物理交互技术及相关原理,并给出了其在单目视觉系统及ARToolKit平台下的具体实现。     

基于点线特征的视觉同时定位与地图构建综述

同时定位与地图构建(simultaneous localization and mapping, SLAM)作为计算机视觉中的热门方向,在无人驾驶、移动机器人等领域中发挥着重要的作用。由于线特征在低纹理环境下的优势,越来越多的研究人员利用点线特征融合的方法提高SLAM系统的精度和鲁棒性。文中首先简要阐述了传统的点特征SLAM系统在低纹理环境下的局限性,并对现有的视觉SLAM综述文献进行了总结;随后,对经典的点线SLAM方案进行了介绍,并总结了点线特征融合在前端、后端、闭环检测中的研究进展;最后,对点线SLAM未来的发展方向进行了展望。     

基于HSV图像匹配的改进型RatSLAM算法研究

由于室内环境的复杂性和多变性,导致单独采用Rat SLAM算法进行定位存在视觉里程计可靠性低、环境适应性较弱及RGB图像在图像识别邻域应用效果较差等问题。针对这些问题,提出了一种替代原始Rat SLAM模型中的绝对差总和(SAD)匹配的新型图像匹配方法,先利用HSV图像特征进行图像全局特征的粗匹配,再利用SURF与ORB融合算法进一步进行局部特征的精确匹配,辅助Rat SLAM模型更好地完成模板匹配,进而实现对位姿细胞网络活性的更准确修正,最终得到优良的路径经历图。仿真实验表明:改进后的Rat SLAM仿生算法较改进前定位精度明显提高、匹配的成功率显著增强、鲁棒性更好。     

一种融合点线特征的视觉里程计架构设计与定位实现

基于视觉的同时定位与地图构建（SLAM）技术是实现移动机器人自主导航的关键.当机器人处在陌生环境中时,通常会利用周围目标的点特征来估计导航相机的位姿,并利用光束法平差来估计相机位姿和特征空间位置.但如果环境中的特征信息不丰富,则无法准确估计相机轨迹,且欧式坐标与反深度信息下的光束法平差部分条件下不收敛.为此,提出了一种在缺少特征点的环境下通过收集深度相机信息,同时利用点特征与线特征融合的视觉里程计,构建了融合视差角光束法平差与基于线特征的光束法平差的策略,从而使重投影误差达到最小化.最后与其他基于特征的SLAM系统进行比较,实验结果表明,在缺少特征点的真实环境中,系统位姿估计的性能与准确度得到提升.      

基于多源融合式SLAM的机器人三维环境建模

为有效处理移动机器人三维环境地图创建过程的不确定误差,提高所建地图的准确性、完整性和一致性,本文提出了一种基于传感器信息融合和Rao-Blackwellised粒子滤波(RBPF)的移动机器人三维同时定位与地图创建 (SLAM)方法. 在建立传感器不确定性概率模型的基础上,通过贝叶斯滤波实现传感器数据的去噪,将激光与视觉传感器获取的环境信息在一定的规则下融合,在SLAM框架下实现具有纹理映射的三维环境地图创建. 实验结果表明所用方法的有效性. 多源融合式自主SLAM提供了更为丰富、完备、准确的环境模型.      

基于全息光学的虚拟现实与增强现实技术进展

 介绍了VR/AR产业发展的现状及未来趋势,从显示技术的角度阐述了目前主流VR/AR产品使用的技术方案,并比较了双目视觉、光场显示和全息显示3种VR/AR方案的优缺点。针对当前VR/AR主流方案存在的问题,提出了全息光学技术在VR/AR产品中的优势和在产业中的作用,特别是,归纳了全息光学技术在近眼显示领域的进展及其对VR/AR产业发展的意义。分析了全息光学和VR/AR产业在结合过程中所面临的挑战,并对基于全息光学的VR/AR产业发展进行了展望。     

增强现实技术研究现状及发展趋势

 增强现实技术将虚拟信息与真实环境融合起来，并通过显示设备将其呈现在用户所在的现实世界中，同时为用户提供自然的人机交互体验。本文综述了增强现实系统中的关键技术研发进展，论述了其在工业制造、医疗、军事、游戏、教育等领域现实中的应用，并展望了增强现实技术的发展趋势。     

Outdoor guide system based on the mobile augmented reality technology

This paper proposes an outdoor guide system using vision-based augmented reality （AR） on mobile devices.Augmented reality provides a virtual-real fusion display interface for outdoor guide.Vision-based methods are more accurate than GPS or other hardware-based methods.However,vision-based methods require more resources and relatively strong computing power of mobile devices.A C/S framework for vision based augmented reality system is introduced in this paper.In a server,a vocabulary tree is used for location recognition.In a mobile device,BRISK feature is combined with optical flow methods to track the offline keyframe.The system is tested on UKbench datasets and in real environment.Experimental results show that the proposed vision-based augmented reality system works well and yields relatively high recognition rate and that the mobile device achieves realtime recognition performance.     

虚拟现实的技术概念和研究课题

虚拟现实技术已经成为当前计算机科学与技术领域中研究、开发的热点。本文结合一些典型的虚拟现实系统综述了这一技术的研究内容和类型，较为深入地分析了它的技术特征──“沉浸感”及其组成要素，讨论了它的技术实质──人－计算机接口及其评价尺度；所列举的研究课题涉及到其中许多关键技术。     

虚拟现实技术在教育中的应用研究

虚拟现实技术是国内外最热门的研究领域之一,它在教育领域中已经得到了广泛应用,包括军事院校教学、体育专项训练、飞机操作、汽车驾驶、机床操作等教学。通过对国内外虚拟现实技术应用状况的研究,分析了虚拟现实技术在教育领域中的主要应用方向、虚拟现实技术应用于教育的现实意义,从而体现了虚拟现实技术在教育领域中的重要性,但它还需要长期的发展,我们相信虚拟现实技术必将为人类的教育事业做出巨大贡献,产生深远意义。     

分布式虚拟现实系统

分析了分布式虚拟现实系统的结构．通过比较,提出了分布式虚拟现实系统的两种常用模型．在此基础上,介绍了建立在分布式系统上的几个典型虚拟现实系统和开发工具,并由此指出分布式虚拟现实系统的发展方向     

三维激光扫描与增强现实技术在 虚拟场馆建设的应用

文章研究基于三维激光与AR增强现实技术的智慧旅游微缩模型场景建设.以矿山公园虚拟场馆旅游为实例,使用高精度三维激光仪器,对矿区典型景区进行三维建模,打印出精确的3D微缩景观模型,并在3D模型的基础上开发出增强现实导览系统.游客使用手机扫描模型标签时,自动激活增强现实解说系统,大大增强游览的体验性、交互性和趣味性.该技术在景区模拟讲解、博物馆游览、旅游会展、旅游景区营销、休闲房产营销、高尔夫会所营销、旅游规划等方面也有着巨大的应用潜力.     

虚拟现实技术在文化遗产领域的应用

 分析了2010-2019年Web of Science与中国知网中虚拟现实技术用于文化遗产保护的相关文献，发现近年虚拟现实在物质文化遗产领域的研究主要集中在器物、书画、雕塑和建筑遗址方面；在非物质文化遗产领域的研究主要集中在口头故事与语言、传统技艺和传统习俗方面；随着技术的进步，虚拟现实三维建模的速度与准确性不断提高，且声音的加入增强了虚拟系统的沉浸感。未来虚拟现实技术在文化遗产保护领域具有很广泛的前景。     

基于Matlab的虚拟现实技术在机器人足球中的应用

在机器人足球比赛中,传统方式是通过摄像头采集图像信息,在信息的传输过程会存在较大的时延问题.利用虚拟现实视觉临场感技术,可以解决时延问题,提高参赛机器人的控制精度.详细介绍了如何在Matlab和Simulink仿真环境中分别建立足球机器人的仿真模型,并对虚拟现实建模语言VRML以及VRML构造器--V-Realm Builer 2.0作了简单的阐述.