增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的目標(biāo)跟蹤和合成顯示技術(shù)的研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術(shù)是一種將真實場景同虛擬場景融合的技術(shù)<'[1]>,"虛擬魔幻屋"是該技術(shù)的一個典型應(yīng)用,系統(tǒng)使用將真實場景同虛擬物體對位融合等手段,為用戶提供視覺增強效果.本文研究實現(xiàn)了增強現(xiàn)實系統(tǒng)中的兩項重要技術(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)屬于視覺注冊系統(tǒng)的重要組成部分,視覺注冊系統(tǒng)用于計算魔幻屋中真實物體的三維空間坐標(biāo)和姿態(tài).目標(biāo)跟蹤技術(shù)在實時視頻中識別安裝了特定視覺標(biāo)志的物體的位置,并預(yù)測跟蹤它的移動.為滿足視覺注冊系統(tǒng)

2、的高實時性和較高精度的要求,本文進行了以下研究:首先,通過按一定幾何規(guī)則排列特征點的方式,提出了一種視覺標(biāo)志的設(shè)計方案,該方案具有易于提取、支持多目標(biāo)跟蹤等優(yōu)點.然后配合該設(shè)計方案,提出一種對視覺標(biāo)志進行識別的方案,該方案利用圖像處理方法,對外框和其中特征點進行計算,涉及到圖像分割、特征統(tǒng)計等技術(shù).最后通過在實時視頻中建立一個"搜索窗口",并提出一個簡單的預(yù)測跟蹤算法,對標(biāo)志進行運動預(yù)測和跟蹤,明顯減小了搜索范圍,提高了目標(biāo)跟蹤算法的實

3、時性.因此將目標(biāo)跟蹤算法整合到視覺注冊系統(tǒng)具有很好的實時性和較好的精度.合成顯示技術(shù)是將真實場景和虛擬物體進行融合,并顯示給用戶的技術(shù).有關(guān)它的研究內(nèi)容包括:真假攝像頭如何保持一致,如何優(yōu)化真實場景視頻的逼真度,如何進行視頻融合等.對于第一個和第二個問題,本文先求解真實攝像頭參數(shù)和畸變因子,然后用真實攝像頭參數(shù)校正虛擬攝像頭,用畸變因子校正真實場景視頻.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]計算得出了內(nèi)參數(shù)和畸