增強現(xiàn)實環(huán)境下基于視覺的高精度目標(biāo)跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術(shù)是是一門新興的技術(shù)，在醫(yī)療、軍事、娛樂、教育、制造維修以及機器人導(dǎo)航等領(lǐng)域中具有廣闊的應(yīng)用前景。增強現(xiàn)實系統(tǒng)的目標(biāo)是使用計算機產(chǎn)生的虛擬信息來增強用戶對真實世界的視覺感知。跟蹤注冊技術(shù)是增強現(xiàn)實系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)，而基于視覺的跟蹤注冊技術(shù)一直是該領(lǐng)域的研究熱點。計算機產(chǎn)生的3D模型、2D紋理、標(biāo)簽等虛擬信息必須精確地投影到由便攜式攝像頭捕獲的視頻流中。為了達到這個目的，我們必須精確定位當(dāng)前視頻幀對應(yīng)的攝像機的姿態(tài)，然后確定虛擬物

2、體在真實世界中的位置。目前，比較成熟的視覺跟蹤注冊技術(shù)是基于標(biāo)志點的跟蹤注冊技術(shù)，即通過在真實場景中放置人工標(biāo)志點來達到跟蹤注冊的目的。由于這種方法需要事先放置人工標(biāo)志點，所以限制了其在復(fù)雜環(huán)境中的應(yīng)用。所以開發(fā)一套能夠適用于復(fù)雜環(huán)境的增強現(xiàn)實系統(tǒng)成為了當(dāng)前的研究熱點。
　　 本文研究了國外的研究現(xiàn)狀，提出了一種基于圖像自然特征的跟蹤注冊技術(shù)，并實現(xiàn)了一套適用于復(fù)雜環(huán)境的增強現(xiàn)實系統(tǒng)。本文算法分為兩個階段，離線處理階段和在線處理

3、階段：
　　 (1)離線處理階段：對目標(biāo)場景進行圖像采集，得到一系列參考圖像。利用sIJRF算法提取參考圖像特征，然后利用特征匹配技術(shù)得到圖像匹配對，最后利用光束平差法對目標(biāo)場景進行三維重建并求取參考圖像對應(yīng)的攝像機參數(shù)。
　　 (2)在線處理階段：首先利用SURF算法提取當(dāng)前幀的圖像特征，利用提取的圖像特征與參考圖像進行匹配，并根據(jù)離線階段構(gòu)造的場景三維模型得到特征點2D到3D的對應(yīng)關(guān)系，最后利用這些對應(yīng)關(guān)系即可求取當(dāng)