编码孔径相机获取优化全景图的新方法

提出一种利用编码孔径相机拍摄照片并进行全景图拼接的方法. 首次将深度相机和全景摄影结合起来,利用编码孔径相机获得的场景深度信息,可得到只含感兴趣部分的全景图以及细节清晰的全聚焦全景图. 与传统直接将源照片按照几何分布拼接在一起的全景图拼接方法相比,本文方法能够有效去除场景中近景物体在全景拼接中的错误,避免中距离物体破坏远景场景的完整性,同时获得全景图的模糊部分进行优化. 在这个框架下,运用本文方法对各种全景图拼接进行了大量实验,展示了拼接的过程以及拼接结果,结果表明本文提出的计算框架能够有效达到优化全景图的目的.      

双相机多点触控系统

为解决多点触控系统花费高、分辨率不足、体积庞大、容易受环境光影响等问题,提出了一种采用双摄像机的多点系统,通过多手指的点击和移动动作实现人机交互。该系统以双摄像机监控交互平面上的手指输入,利用图像处理技术得到触点在双相机中的位置,再结合标定数据进行差值计算得到触点的屏幕坐标,通过对触点的跟踪得到多点数据。图片浏览互动平台的实验结果表明,本文所提出的系统可用于多点触摸,并且具有很好的精确度。     

基于特征识别的增强现实跟踪定位算法

文中提出一种在场景自然特征识别基础上采用关键帧匹配的增强现实跟踪注册算法,实现了基于计算机视觉的户外大场景范围内的实时跟踪定位.算法针对关键帧匹配中的宽基线特征匹配问题,提出采用随机树的模式分类方法实现场景自然特征的离线训练和在线实时精确匹配.同时采用Kalman滤波器对参数估计结果进行平滑解决视觉跟踪定位中的抖动问题.以该算法为核心构建出基于视频透视式头盔显示器的移动增强现实系统,并将其成功应用于圆明园大水法景观的数字重现.真实场景实验验证表明,该方法具有实时、鲁棒的优点,适用于户外跟踪定位.     

基于最小材料去除量的比较球面计算与仿真

基于非球面最接近球面的计算方法分析,构建成型设备与工件间坐标变换矩阵,借鉴并优化材料去除量最小原则,计算最接近球面与理论非球面间的偏离量,建立数学模型.针对典型的圆形口径和矩形口径同轴、离轴非球面元件的比较球面求解进行仿真.结果表明,所建立的数值求解模型可有效计算同轴、离轴非球面元件的比较球面使材料去除量最小,对加工实践起到指导作用.     

一种面向移动终端的混合跟踪定位算法

通过扩展卡尔曼滤波器(EKF)对手机移动终端的加速度计、陀螺仪以及视觉数据进行融合,实现混合跟踪。在此基础上,对基于EKF的数据融合算法进行改进,当失去视觉校正时,利用同步跟踪的背景区域速度更新目标区域速度,使算法在目标区域提取特征点数不足的情况下可以持续跟踪;同时引入参考坐标系,定义世界坐标系在参考坐标系中的姿态,校正在基于EKF的数据融合算法中由于光照遮挡等问题出现的角度跳变错误;最后,在实际环境中进行测试,实验结果显示本混合跟踪算法相比传统单一视觉的跟踪注册算法和以往基于EKF的数据融合算法具有明显优势。     

用于人机交互的交流式电磁跟踪系统的研究

虚拟现实系统和计算机仿真系统中广泛采用电磁跟踪系统测量用户的头部或手部的位置和姿态来实现人机交互。本文分析了目前已有的直流式电磁跟踪系统的不足，提出了一种采用交流信号作激励源的交流式电磁跟踪系统，研究了该系统的结构，推导了用于提取传感器接收信号的递推数字互相关算法，讨论了算法参数与算法性能的关系。仿真实验证明了算法的有效性及理论分析的正确性。本文的研究成果为实际的交流式电磁跟踪系统的设计提供了理论依据。     

基于自然特征点的实时增强现实注册算法

提出了一种基于自然特征点的实时跟踪注册算法,并将其应用于增强现实系统。算法在已知场景的3D模型以及少量标定关键帧图像的基础上,选择与当前图像最为匹配的关键帧,利用基于关键帧的图像匹配方法实时获取摄像机的运动参数估计。算法采用合成中间图像的技术解决两图像特征点间的宽基线匹配问题,并应用扩展卡尔曼滤波器对参数估计结果进行平滑,以消除系统抖动现象。实验结果表明,算法鲁棒性强,注册精度高,能够有效地克服系统误差漂移。     

一种眼动测量的图像分析方法

提出一种用于鸟类视觉行为学实验的眼动测量的图像分析方法.采用基于遗传算法的多级灰度值聚类法分割普通CCD捕捉的视频图像,用区域生长法标记连通域粗略定位瞳孔区域,并利用瞳孔的近似圆形的几何特性修补光源反射影像形成的孔洞.在此基础上进行边缘检测,利用边缘像素的灰度分布特点修正瞳孔轮廓,采用重心法定位瞳孔中心.用该方法对实验环境照度下捕捉的图像和红外光源辅助照明的图像进行了分析,并与主动轮廓线方法对比.实验结果表明,该方法对眼睛特征的先验知识依赖程度低,抗噪声能力强,瞳孔中心定位精确.     

针对重复纹理场景的跟踪定位算法

提出一种针对复杂标识的分类学习算法,并将其应用于移动增强现实系统中,实现了基于自然特征的跟踪定位系统.在场景特征点识别分类基础上,采用关键帧匹配算法实现无标识跟踪定位.针对含有对称结构的场景提出一种误匹配特征的回收机制.实验结果表明,该算法可解决由于场景对称结构导致的错误特征匹配,从而大幅提高特征的正确匹配率.     

基于彩色标志点的增强现实注册算法研究

增强现实是一种以计算机产生的附加信息来增强用户的视野中的真实世界的技术。目前的增强现实系统中标志点跟踪注册技术是最为常用的。当前的标志点系统通常是采用灰度图形的标志点,系统的采集输入中的颜色信息全部浪费了。因此作者提出一种采用彩色标志点的跟踪算法,并建立了相应的四点高斯牛顿迭代注册系统。这样的跟踪注册系统避免了摄像机图像中的彩色信息的丢失,可以精确、高效的完成注册。经过实验,此算法可达到很好的精度,完全可以满足目前的增强现实应用的要求。