裝配工具的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)虛實(shí)遮擋研究.pdf

1、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在真實(shí)場(chǎng)景中注冊(cè)虛擬信息，給用戶(hù)帶來(lái)場(chǎng)景中可視化的信息，并提供足夠真實(shí)的體驗(yàn)，即保證注冊(cè)信息在真實(shí)場(chǎng)景中的幾何一致性，光照一致性和時(shí)間一致性。而對(duì)于面向裝配引導(dǎo)、設(shè)計(jì)或培訓(xùn)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝配系統(tǒng)而言，虛擬物體（如零件等）與真實(shí)物體（如裝配工具等）需要進(jìn)行頻繁的互動(dòng)，因此，解決虛實(shí)物體兩者之間的幾何一致性問(wèn)題顯得尤為重要。故本文針對(duì)真實(shí)裝配工具與虛擬零件之間的幾何一致性虛實(shí)遮擋關(guān)系的進(jìn)行研究處理。
　　本文首先通過(guò)顏色分割算

2、法與基于Hu矩陣的識(shí)別算法對(duì)裝配工具進(jìn)行實(shí)時(shí)的提取與識(shí)別，然后利用Camshift算法對(duì)分割出來(lái)的裝配工具進(jìn)行跟蹤，最后利用虛擬替身的單應(yīng)性注冊(cè)實(shí)現(xiàn)虛實(shí)遮擋的正確處理。為驗(yàn)證方法的有效性，開(kāi)發(fā)了一個(gè)與虛擬發(fā)動(dòng)機(jī)虛實(shí)遮擋的原型系統(tǒng)。本文具體的主要研究工作如下:
　　(1)通過(guò)張正友平面標(biāo)定法進(jìn)行攝像機(jī)標(biāo)定，建立系統(tǒng)攝像機(jī)正確模型，獲取攝像機(jī)內(nèi)參屬性，為三維注冊(cè)提供離線(xiàn)數(shù)據(jù)。然后利用工具材質(zhì)屬性，考慮光照、陰影和局部反光等影響，選取常

3、用顏色空間中針對(duì)于環(huán)境變化魯棒性較好的通道進(jìn)行顏色分割，并使用梯度信息進(jìn)行邊緣修復(fù)。
　　(2)根據(jù)對(duì)象輪廓，使用Hu矩進(jìn)行裝配工具類(lèi)型識(shí)別，為虛擬替身類(lèi)型的選取提供依據(jù)。再將顏色分割和Camshift算法結(jié)合進(jìn)行自動(dòng)區(qū)域跟蹤，減小圖像處理區(qū)域，提高系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性。最后為實(shí)現(xiàn)基于平面的虛擬替身三維注冊(cè)，利用裝配工具的形狀特性，獲取其穩(wěn)定的幾何特征點(diǎn)。
　　(3)利用攝像機(jī)模型和真實(shí)物體上的幾何特征點(diǎn)信息，使用空間平面和圖像平面