面向空間艙內(nèi)機器人遙操作的增強現(xiàn)實仿真場景構(gòu)建技術(shù)研究.pdf

1、北京郵電大學(xué)博士學(xué)位論文面向空間艙內(nèi)機器人遙操作的增強現(xiàn)實仿真場景構(gòu)建技術(shù)研究姓名：張金玲申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：機械電子工程指導(dǎo)教師：賈慶軒20090619第三，針對目前虛實注冊技術(shù)沒有統(tǒng)一評價標(biāo)準(zhǔn)，對于不同類型的注冊技術(shù)通常很難進行定量評估來判定技術(shù)優(yōu)劣的問題，提出了一套虛實注冊技術(shù)評價指標(biāo)。此評價指標(biāo)分為與注冊質(zhì)量相關(guān)和與系統(tǒng)需求相關(guān)兩個方面，分別對注冊技術(shù)的固定注冊精度、注冊空間大小、注冊計算量、注冊魯棒性、硬件成本、前期工作量

2、以及適用性等項目進行評測。這套評價指標(biāo)可以用來對特定的虛實注冊技術(shù)進行全面綜合的評價。第四，提出了一種快速高精度多層次遮擋檢測算法來實現(xiàn)增強現(xiàn)實系統(tǒng)中虛實投影間快速魯棒的多層次遮擋檢測。其中，基本雙目立體匹配虛實遮擋算法通過比較虛實投影的相對位置來判定虛實空間點間的遮擋顯示狀態(tài)，不需要進行深度重構(gòu)計算，可以提高遮擋檢測效率；基于頂點顯示狀態(tài)在時間和空間上的連續(xù)性提出的狀態(tài)擬合算法能夠解決特征匹配失敗頂點的狀態(tài)檢測問題；有效邊點檢測算法利

3、用頂點鄰接邊上高可靠性邊點代替低可靠性鄰接頂點進行狀態(tài)擬合運算能有效提高狀態(tài)擬合算法的精度；最后，通過對檢測出的顯示狀態(tài)進行整體連續(xù)性優(yōu)化能夠改善虛實融合圖像的連續(xù)性效果。第五，本文采用基于圖像繪制(IBR)的圖像拼接技術(shù)來獲得寬視場的增強仿真場景圖像。針對目前的圖像配準(zhǔn)技術(shù)都是面向通用圖像拼接，效率和精度都比較低，不能滿足多路視頻流之間實時精確的無縫拼接要求，提出了一種基于相機標(biāo)定和相位相關(guān)相結(jié)合的圖像配準(zhǔn)拼接算法，利用相機標(biāo)定信息和

4、傅立葉變換的平移特性實現(xiàn)場景深度范圍一定的多路視頻流間實時高精度的無縫拼接。該配準(zhǔn)算法利用精確的相機標(biāo)定信息來實現(xiàn)圖像間的旋轉(zhuǎn)和縮放變換，對圖像配準(zhǔn)的準(zhǔn)確度有很大改善。同時算法在預(yù)處理階段就已經(jīng)確定了圖像的旋轉(zhuǎn)縮放變換矩陣，實時處理階段直接進行矩陣運算，避免了對數(shù)極坐標(biāo)變換和反復(fù)的FFr正向、逆向操作，極大地提高了處理速度，使拼接算法具有非常好的實時性。最后，基于所設(shè)計的場景構(gòu)建系統(tǒng)設(shè)計了簡單的艙內(nèi)機器人遙操作場景仿真實驗原型。實驗結(jié)果