增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的目標(biāo)跟蹤和合成顯示技術(shù)的研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是一種將真實(shí)場(chǎng)景同虛擬場(chǎng)景融合的技術(shù)<'[1]>,"虛擬魔幻屋"是該技術(shù)的一個(gè)典型應(yīng)用,系統(tǒng)使用將真實(shí)場(chǎng)景同虛擬物體對(duì)位融合等手段,為用戶提供視覺(jué)增強(qiáng)效果.本文研究實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中的兩項(xiàng)重要技術(shù):目標(biāo)跟蹤技術(shù)和合成顯示技術(shù).目標(biāo)跟蹤技術(shù)屬于視覺(jué)注冊(cè)系統(tǒng)的重要組成部分,視覺(jué)注冊(cè)系統(tǒng)用于計(jì)算魔幻屋中真實(shí)物體的三維空間坐標(biāo)和姿態(tài).目標(biāo)跟蹤技術(shù)在實(shí)時(shí)視頻中識(shí)別安裝了特定視覺(jué)標(biāo)志的物體的位置,并預(yù)測(cè)跟蹤它的移動(dòng).為滿足視覺(jué)注冊(cè)系統(tǒng)

2、的高實(shí)時(shí)性和較高精度的要求,本文進(jìn)行了以下研究:首先,通過(guò)按一定幾何規(guī)則排列特征點(diǎn)的方式,提出了一種視覺(jué)標(biāo)志的設(shè)計(jì)方案,該方案具有易于提取、支持多目標(biāo)跟蹤等優(yōu)點(diǎn).然后配合該設(shè)計(jì)方案,提出一種對(duì)視覺(jué)標(biāo)志進(jìn)行識(shí)別的方案,該方案利用圖像處理方法,對(duì)外框和其中特征點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算,涉及到圖像分割、特征統(tǒng)計(jì)等技術(shù).最后通過(guò)在實(shí)時(shí)視頻中建立一個(gè)"搜索窗口",并提出一個(gè)簡(jiǎn)單的預(yù)測(cè)跟蹤算法,對(duì)標(biāo)志進(jìn)行運(yùn)動(dòng)預(yù)測(cè)和跟蹤,明顯減小了搜索范圍,提高了目標(biāo)跟蹤算法的實(shí)

3、時(shí)性.因此將目標(biāo)跟蹤算法整合到視覺(jué)注冊(cè)系統(tǒng)具有很好的實(shí)時(shí)性和較好的精度.合成顯示技術(shù)是將真實(shí)場(chǎng)景和虛擬物體進(jìn)行融合,并顯示給用戶的技術(shù).有關(guān)它的研究?jī)?nèi)容包括:真假攝像頭如何保持一致,如何優(yōu)化真實(shí)場(chǎng)景視頻的逼真度,如何進(jìn)行視頻融合等.對(duì)于第一個(gè)和第二個(gè)問(wèn)題,本文先求解真實(shí)攝像頭參數(shù)和畸變因子,然后用真實(shí)攝像頭參數(shù)校正虛擬攝像頭,用畸變因子校正真實(shí)場(chǎng)景視頻.我們基于經(jīng)典的針孔攝像頭模型,選擇一種靈活的攝像頭標(biāo)定算法[2]計(jì)算得出了內(nèi)參數(shù)和畸