基于增强现实的机器人遥操作系统研究

在遥操作系统中,预测仿真中存在的建模误差和运动累计误差严重影响遥操作的安全性、精度和效率。采用增强现实技术可以有效地解决该问题。采用视频融合和物体定位技术,操作者可以方便地对比仿真规划结果和实际机器人执行结果之间的差异,并可以通过修正和更新仿真模型来补偿建模误差和运动累积误差。实验结果表明该系统不但可以有效地消除通讯时延的影响,还可以提高遥操作的精度和效率。     

增强现实系统中自适应光照调节技术研究

增强现实系统中要解决的关键问题之一是光照一致性,它是确保虚拟物体表面光照效果真实感,使其能和真实环境很好的融合的关键.系统中必须配合真实光源的情况,在虚拟物体上制作出明暗、反射、阴影等光照效果.通过对光照一致性问题以及由光照引起的相关问题的研究,引出了光照模型理论,推导了基于镜面反射的光照检测方法,研发了一个自适应的光照调节系统,较好解决了虚实场景的光照一致性,并且成功地将自适应的光照调节系统应用在基于投影的AR系统中,得到了良好的视觉效果.     

户外增强现实系统关键技术及其应用的研究

增强现实技术是虚拟现实技术发展的一个重要分支，具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点，户外增强现实系统是近年来增强现实技术方面的一个新的研究方向，建立一个成功的户外增强现实系统的的最大障碍是缺少在户外条件下的准确跟踪技术。本文分析了实现户外增强现实系统的关键技术及其与室内增强现实系统的区别并讨论了户外增强现实系统的进展及应用。     

基于改进的ARToolKit的户外增强现实系统构建研究

户外增强现实系统的构建是一项十分困难的工作.提出基于改进的ARToolkit的户外增强现实系统的构建方案和技术路线,即通过对ARTooIKit进行改进使其可以接收GPs/三维电子罗盘的数据,使其在保留视频检测三维注册功能的基础上,增加了基于GPs/三维电子罗盘的三维注册的功能,通过三维管线为例进行的实证研究表明,该方案简单易行.     

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。     

基于投影的增强现实系统中的光照技术研究

基于投影的增强现实系统是增强现实技术中的一个新的研究领域。针对基于投影增强现实技术的魔幻展台系统中的光照问题,我们提出了一套解决魔幻展台中真实场景与虚拟场景光照影响一致性的方法,给出了相关算法的关键代码,采用投影仪补充投射阴影的方法来实现虚拟物体的阴影制作,解决了真实场景与虚拟场景之间相互遮挡的问题,增强了魔幻展台中虚拟物体的真实感及与真实场景的一致性,取得了良好的效果。     

利用光流预测的增强现实系统注册方法

针对目前增强现实领域由于系统延时造成的注册误差问题，提出了采用彩色标志点的光流场估计运动参数预测图象位置，结合平面四点注册算法确定运动物体与摄像机间相对位姿的算法。并把该算法应用于以视频透射式头盔显示器为主的增强现实系统中。该系统结构简单、轻便、实用性强、易于实现。一般情况下只需四个平面标志物就可实现运动物体的三维跟踪注册；工作范围大，甚至可以应用到室外的增强现实系统中；数值求解过程是线性过程，误差小，可以满足增强现实系统高精度三维注册的要求。     

增强现实电子沙盘及关键技术研究

通过对比分析在电子沙盘与实物沙盘上进行多人协同作业的过程,指出电子沙盘在交互性方面存在的问题,提出将增强现实技术应用于电子沙盘来实现多个使用者间的无缝交互和自然交流。文中描述了增强现实电子沙盘的组成结构、协同作业交互方式和需要研究的关键技术,最后介绍了在增强现实电子沙盘方面所作的一些初步研究工作。     

结合伺服电机的古建筑物增强现实交互展示系统

针对大屏幕设备的增强现实应用较多,但难以实现多人动态交互的问题,对大屏交互展示方法进行了研究。通过串口通信的方法,控制伺服电机往复运动;基于深度法线纹理,利用边缘检测方法实现古建筑物的线稿特效;结合硬件模块和展示应用模块,同时增加了交互功能和季节特效。实验结果表明,结合伺服电机的古建筑物交互展示系统,实现了扫描式的运动,可以根据位置信息渲染出当前古建筑场景,并且交互效果良好,该系统已在实际项目中得到很好的应用。     

基于增强现实技术的图书馆导航系统研究

图书馆学是一个十分专业的领域,图书资料的分类与查询工作繁琐而复杂,无论是管理人员还是读者,每天图书整理或借阅工作都极为单调和耗时。将增强现实技术应用于图书馆检索导航,使用二维码对图书的唯一属性进行编码,通过标记识别注册跟踪库与基于RSSI(Received Signal Strength Indication,接收的信号强度指示)的Wi-Fi室内定位技术的结合,使图书所在位置信息通过导航符号叠加于图书馆真实场景并进行图书位置导航。这项技术的研究较好地简化了图书查询和借阅的过程。通过测试结果表明,该方法能帮助用户迅速获取图书在书架上的准确位置,从而达到有效提高读者或图书馆工作人员借阅与管理效率的目的。     

一种增强现实虚实遮挡的实时处理方法

在增强现实中,必须正确处理虚实物体之间的遮挡关系,给用户一个具有真实感的场景。探讨了一种虚实遮挡的实时处理方法,通过在真实遮挡物的表面设置标志物,利用基于标志物的单目视觉跟踪技术获取真实遮挡物轮廓与深度信息,快速确定虚实物体之间的遮挡关系,基于图形绘制中帧缓存技术,在模板缓存中生成遮挡面模板,并进行遮挡剔除处理。算法实现简便,处理速度快,能实现对移动遮挡物的实时处理。实验结果验证了该方法的有效性与实时性。     

医学增强现实建模方法研究

利用纹理映射和刚体变换配准方法,实现了女护理人模型图像结合中国数字女虚拟人数据集重建的解剖模型得到医学增强现实模型的显示.图像引导脑囊肿手术仿真中增强显示了脑囊肿、手术探针、颅骨、脑组织、护理人皮肤和MRI医学图像,显示了术前手术路径及周围脑解剖结构,增强了外科医生手术的真实感和精确性.     

增强现实技术的研究进展及应用

增强现实技术是近年来的一个研究热点，有着广泛的应用前景，增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其他信息合成到用户感知的真实世界中的一种技术，它是对真实世界的补充，而不是完全替代真实世界，显示技术和跟踪注册技术是增强现实系统关键技术，也是研究的重点，本文简要介绍了头盔显示器显示，投影式显示，手持式显示器显示和普通显示器显示等显示技术以及跟踪注册技术，最后提到了目前增强现实技术应用和将来的发展方向。     

自适应跟踪算法在增强现实中的应用

介绍在增强现实应用中的一种改进跟踪算法——自适应跟踪算法。该算法根据平板图案的运动状态自动调整检测窗口参数,从而实现各种条件下对平板图案的较为稳定的跟踪。实验结果证明,在平板图案发生快速运动以及目标图案较小或者平板与摄像机平面偏角较大的情况下,该算法能在一定程度上保证跟踪的准确度和健壮性。     

增强现实技术在文化遗产数字化保护中的应用

文化遗产数字化保护是文化遗产保护发展的一个趋势."背景环境中的古迹遗址-城镇风貌和自然景观变化下的文化遗产保护"是当前文化遗产保护的新课题.应用增强现实技术能够充分体现这一新主题.通过分析文化遗产保护的现状与存在矛盾,引入并介绍了增强现实技术概念、特点,指出它在遗产数字化保护上所具有的优越性.最后以其在国内外历史古迹现场数字化重建中的成功应用为例,进一步说明了增强现实技术在文化遗产数字化保护上具有极大作用.     

户外增强现实地理配准精度测试评估

地理配准技术是增强现实与地理信息系统结合应用的一项关键技术,其配准精度对ARGIS (Augmented Reality Geographic Information System)的可用性有显著的影响。针对增强现实这一应用,阐释了增强现实地理配准的基本概念与技术原理,提出了地理配准精度量化评估方法;结合预先采集的高精度地理信息数据,采用多种硬件设备设计了不同的地理配准精度评估方案,实际评估了各类地理配准方法的量化精度;基于评估结果,进一步分析了配准误差因素及各方法的局限性,探讨了不同应用场景的配准方案思路,为后续研究提供参考和借鉴。     

仿射变换在增强现实中的应用

增强现实是把计算机产生的虚拟物体或其它信息合成到用户看到的真实世界中的一种技术。实现虚拟信息与真实景象的正确匹配或有机结合是每个增强现实实用系统都必须完成的一项重要任务,它的具体实现依赖于计算机硬件和软件系统的相互配合及协调。本文在对基于位置跟踪和相机定标技术的传统虚实注册技术分析的基础上,讨论了仿射变换在增强现实中应用,并提出了在全局仿射坐标系下获取像素相对深度参数的一种策略。