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.     

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。     

基于FLARToolkit的多标识增强现实系统的实现

针对传统增强现实系统采取单个标识识别影响其在PC端开发效率的问题.选择新兴的基于Flash的跟踪类库FLARToolkit,结合3D引擎Papervision 3D,开发实现了具有多个模板标识的增强现实系统原型,附上了底层代码和系统结果,并针对其中的光学畸变问题采用棋盘法进行改善,成功将摄像头标定误差降低到0.093.提高增强现实系统的稳定性的同时,也为进一步开发提供了良好的基础.     

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.     

基于标识与平面间单应性矩阵的虚实注册方法

提出了一种基于单应性矩阵与平面标识相结合的三维注册算法,解决了标识部分被遮挡情况下的虚实注册问题,提高了系统的健壮性、可用性．该方法将直接求解三维注册矩阵问题分解为利用图像间的匹配特征点来计算相邻两帧图像间的单应性关系,并利用该单应性关系恢复最终注册矩阵．就实验结果与ARToolkit的注册性能作了比较,结果表明该算法能够解决标识部分遮挡情况下的虚实注册问题,在健壮性方面明显优于ARToolkit．     

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。     

基于图形处理器的增强现实自然特征注册算法

传统的基于中央处理器(CPU)的计算架构已无法满足增强现实(AR)三维注册技术实时运行要求。针对该问题,该文提出采用现代多核异构、大规模并行处理功能的通用图形处理器(GPGPU)来加速和优化AR三维注册算法,研究了在GPU上实现类似特征提取和匹配等AR三维注册核心技术的基础理论、方法和实验。结果表明,通过模块划分和优化后的图像特征提取SIFT算法、随机采样等,能够充分挖掘AR三维注册算法的并行运算潜力,对于640*480像素的图像序列,注册算法能够达到15帧/秒,有效地提高运算实时性。     

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.     

基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术

 基于视觉的虚拟现实（VR）和增强现实（AR）的融合发展是不可避免的趋势,定位与地图构建（SLAM）是虚拟现实与增强现实融合应用的主要组成部分,但在鲁棒性等方面仍存在很多具有挑战性的问题。本文提出了一种基于视觉的虚拟现实与增强现实融合技术,总结了室内场景三维重建过程中设备选择、追踪和运动干扰、平面识别等问题,并分析了当前SLAM中存在的5个具有挑战性的问题。     

非线性弹性问题的增强混合有限元方法

本文介绍和分析了一类具有强对称应力张量的非线性弹性问题的全增强混合有限元方法。这种方法除了包括通常线弹性问题 中的应力张量和位移外,还把应变张量作为辅助未知量。通过引入迦辽金最小二乘项,我们得到了两层鞍点算子方程来作为我们的结果弱方程。为了得到离散增强方程的适定性,我们采用分片常量多项式去逼近应变张量和分片线性多项式去逼近应力张量和位移,并且我们也得到了最优阶误差估计。最后,数值例子验证我们的理论分析。     

基于增强现实的混凝土坍落扩展度测量

坍落扩展度是评价自密实混凝土工作性能的重要指标。该文提出了一种基于增强现实技术和智能手机平台的混凝土坍落扩展度测量方法。首先在扩展后的混凝土旁放置预定义标识;然后用手机的摄像头拍摄自密实混凝土的图像;接下来用图像处理技术求解手机与标识所在平面的相对位置;最后由用户在手机屏幕上指定需要测量线段的始末位置,进而计算出线段的实际距离。通过一系列坍落扩展度试验对该文方法进行了验证。试验结果表明:该文方法可以准确测量两点间的距离,测量结果与传统结果一致,适用于SCC坍落扩展度测量,是一种简便、实用的测量工具。     

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。     

基于集成成像的增强现实三维显示技术

 分析了现有增强现实器件的不足,介绍了集成成像三维显示技术的原理和特点,盘点了以集成成像三维显示为核心的光学透视式增强现实器件和系统,介绍了这些器件和系统的原理,并分析了离轴光学技术、自由曲面技术、全息光学元件技术、双4f系统各技术的特点。     

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.     

增强现实硬件产业的发展及展望

 增强现实已成为全球信息技术产业中最受关注的热点领域之一,目前正处于快速发展时期。便携性、移动性和交互性3大难题,是影响增强现实硬件产品普及的主要因素。基于增强现实硬件产业链研究,通过对比现有AR眼镜参数与全球技术标准,分析了AR眼镜尚待克服的3大难题的根本原因、主要措施及需要突破的技术标准,并展望了AR硬件产业未来的发展方向。     

牙颌模型区域标记分割算法

牙颌隐形矫治中要求对STL格式牙颌模型边界进行准确、高效地分割。针对这一要求,本文对传统的交互标记分割算法进行了改进:由单面片输入改为区域选择,用相邻两面片的弯曲程度函数作为对应的高度场函数,由排序进栈优化为直接插入队列。该算法实现了目标牙齿的快速、自动分割。结果表明,改进算法分割的牙冠更完整,效率更高,能够满足矫治要求。