增強現(xiàn)實系統(tǒng)中注冊方法的研究與實現(xiàn).pdf

1、增強現(xiàn)實中的注冊技術(shù)通過對現(xiàn)實世界補充或添加虛擬物體和相關(guān)信息,使觀察者從感官上認為虛擬物體是周圍現(xiàn)實世界的組成部分。注冊技術(shù)是增強現(xiàn)實系統(tǒng)中至關(guān)重要的技術(shù)之一,對增強現(xiàn)實系統(tǒng)的實現(xiàn)具有重要意義。
　　傳統(tǒng)的視覺注冊技術(shù)適用于相對簡單的真實環(huán)境,如攝像機相對于物體靜止的情況下,而一旦真實場景復(fù)雜或攝像機相對物體移動迅速,則注冊算法的計算量大幅度增加,且注冊效果明顯變差,甚至在有部分物體被遮擋的情況下導(dǎo)致注冊失敗。
　　本文采

2、用基于標(biāo)識的視覺原理實現(xiàn)傳統(tǒng)的視覺注冊技術(shù),在算法實現(xiàn)過程中對三維矩陣參數(shù)方程進行優(yōu)化處理,使得只需4個標(biāo)志點即可完成注冊矩陣的求解。同時,為了解決部分遮擋的情況下注冊失敗的不穩(wěn)定性問題,本文采用了單應(yīng)性矩陣改進三維注冊矩陣參數(shù)的計算,旨在使標(biāo)識被部分遮擋時能通過相鄰幀圖像輔助計算矩陣參數(shù),具體方法是當(dāng)標(biāo)識完全可見時,由傳統(tǒng)視覺算法完成三維注冊矩陣參數(shù)的計算;若標(biāo)識非完全可見,則由相鄰兩幀圖像間互相匹配的四對或四對以上非共線特征點的幾何

3、關(guān)系與奇異值的分解,來計算迭代過程中的單應(yīng)性矩陣。據(jù)此,將單應(yīng)性矩陣分解為三維注冊矩陣的未知參數(shù),計算出虛擬注冊所需的注冊矩陣,以實現(xiàn)在標(biāo)識非完全可見時的跟蹤注冊。本文的特征點匹配采用了光流特征匹配算法,旨在識別真實場景中特殊標(biāo)識的非共線特征點對,完成相鄰圖像間特征點對的匹配跟蹤,獲取計算單應(yīng)性矩陣和注冊矩陣所需的幾何信息,最終將虛擬物體精確地疊加到真實場景。
　　本文的創(chuàng)新點在于引入了單應(yīng)性矩陣來恢復(fù)多幅圖像間的對應(yīng)關(guān)系,改進了

4、在標(biāo)識被部分遮擋情況下的三維注冊矩陣求解問題,同時將Hessian矩陣的光流匹配算法應(yīng)用在注冊技術(shù)的標(biāo)識識別部分,使注冊的穩(wěn)定性得到了提高。
　　實驗結(jié)果表明,本文所采用的單應(yīng)性矩陣方法和光流特征跟蹤技術(shù),擴展了視覺注冊技術(shù)的應(yīng)用范圍,能夠確保虛擬物體注冊到真實場景中,提高了系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,解決了標(biāo)識被遮擋情況下不能正確注冊的問題。本文的三維注冊方法在攝像機與物體相對快速移動和標(biāo)識被部分遮擋的情況下體現(xiàn)了其有效性,對于移動增強現(xiàn)