基于自然特征的增强现实注册算法

增强现实标志点注册算法需在场景中叠加各种标志,系统构造复杂.文中在深入研究机器人视觉伺服系统的基础上,提出了利用虚拟视觉伺服技术、基于自然特征的增强现实注册算法.利用特征点和图像矩作为图像特征,推导出了图像特征变化量与虚拟摄像机相对位姿变化量之间的关系矩阵(即图像的雅可比矩阵),实现了基于自然特征的三维注册算法.与混合跟踪注册算法、共面四点注册算法相比,文中方法具有更高的精度.     

一种基于自然特征点的增强现实注册方法

介绍了一种基于自然特征点的增强现实注册方法．根据计算机视觉的理论,在透视变换的情况下,一个景物平面与一个图像平面之间的变换是平面投影变换．通过这个原理就可以推导出投影矩阵在满足一定条件下可由单应矩阵得到．根据这个原理,首先通过一个景物平面和图像之间的单应得到初始状态相机的投影矩阵,然后对后面每帧图像和前一帧进行自然特征点匹配,通过匹配点对计算出图像之间以及图像与景物平面的单应关系,由此就可以得到每一帧图像对应的相机的投影矩阵,从而完成虚拟物体的注册．     

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。     

增强现实系统中注册技术特征匹配算法的改进

基于ARtoolkit视觉原理,结合仿射变换恢复图像变化量和摄像机相对位置姿态变化量之间的关系矩阵,改进了增强现实系统中三维注册运算的L-K特征匹配算法.实验结果表明：在增强现实系统中应用改进的L-K算法,获得了更准确快速的注册效果.     

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.     

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。     

两种基于标识的增强现实注册方法的比较

介绍了两种基于标识的增强现实开发包ARToolKit和ARTag.从标识定位错误发生率、标识混淆错误发生率和系统运行速度等方面,通过试验对两个系统的表现进行了比较,并从算法和原理上阐述了表现差异的原因,给出了试验结果.对基于标识的增强现实系统应用进行了展望.     

基于ARToolKit的增强现实系统的研究、开发及应用

介绍了增强现实系统的一个开发工具ARToolkit,讨论了基于视觉的增强现实系统的关键技术,并给出了其开发流程,最后介绍了增强现实系统在工业中的应用.     

基于特征点网络的三维注册算法

鉴于自然环境下光照变化和视角变化会导致图像特征点不稳定,影响三维注册的效果,为此提出了一种基于特征点提取网络的三维注册算法.首先网络使用并行支路提取图像的特征点与描述子;接着通过二分图进行特征匹配;最后完成三维注册.在HPatches数据集上的实验结果表明：特征点在光照变化和视角变化下的可重复率分别达到了67.7%和55.9%,图像匹配的mAP达到了94.15%.在Oxford数据集上mAP达到了93.42%,视频上三维注册正确率达到了95.4%.     

基于光学跟踪器的增强现实系统

本论文针对一种基于光学跟踪器的增强现实系统展开研究。包括基于光学跟踪器的增强系统的设计原理和整体架构分析,以及标志点的设计方法等。实验结果表明,该系统增强显示效果良好。     

基于图形处理器的锥束CT快速迭代重建算法

提出了一种基于图形处理器实现的锥束CT图像迭代重建算法.该算法将三维纹理作为被重建物体的离散模型,基于射线投射方法实现了锥束CT的正投影计算;通过反向逐层映射到三维纹理实现了反投影计算;采用多纹理融合等技术完成了图像校正和投影校正.与经典的TMA-SART算法比较,作者算法运算速度快,占用显存少,支持全浮点精度运算,且易于在算法中添加先验知识和约束条件.通过对Shepp-Logan模型的图像迭代重建实验,验证了该算法的优势.     

基于改进随机蕨的增强现实场景实时跟踪注册算法

针对增强现实场景跟踪注册存在速度较慢等问题,提出了一种基于改进随机蕨的增强现实跟踪注册算法.该算法采用离线训练和在线跟踪两个模块.提出了一种嵌入式蕨分类器以提高特征点匹配精度,该分类器采用有监督的降维方法,并利用了所有可能的信息.通过该分类器进行特征匹配,进而计算摄像机位姿并渲染注册虚拟物体.实验结果证明,提出的嵌入式蕨在平均分类精度上优于其他算法.平均处理每帧图像的时间为34.22 ms,基本满足实时性.     

基于投影红外标志点的室内大范围增强现实跟踪方法

提出一种基于投影式红外标志点的方法用于室内大范围增强现实跟踪注册.设计一种红外投影装置与红外激光发射器配合作为红外标志点发生器.采用红外摄像机采集红外图像,另一摄像机采集真实场景.提出利用解决同时定位与地图生成的SLAM方法,对红外图像进行分析,由一个初始已知标志点开始,跟踪投影在墙面或天花板上的其他红外标志点.由扩展卡尔曼滤波算法得到红外摄像机位姿,进而完成三维注册.实验证明该方法原理可行,能够满足实时跟踪注册的要求.     

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。     

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.