增強現(xiàn)實中基于三維標(biāo)志物的跟蹤技術(shù)研究.pdf

1、基于視覺跟蹤的增強現(xiàn)實系統(tǒng)越來越多的被應(yīng)用到我們的日常生活中，這些增強現(xiàn)實系統(tǒng)都是基于平面標(biāo)志物或特征的跟蹤技術(shù)來進行系統(tǒng)設(shè)計的。這類增強現(xiàn)實系統(tǒng)有一個嚴重的缺點，當(dāng)攝像機運行到和平面夾角較小時或者平面的背面時，不能夠從視頻流中檢測出標(biāo)志物，這時就不能夠進行虛實配準。另一方面，我們所處的現(xiàn)實世界環(huán)境全是三維的，如果能夠?qū)θS物體進行識別跟蹤，以此為基礎(chǔ)來構(gòu)建增強現(xiàn)實系統(tǒng)，那么系統(tǒng)的真實體驗感更強。
　　本文在傳統(tǒng)的基于平面標(biāo)志物跟

2、蹤的增強現(xiàn)實系統(tǒng)基礎(chǔ)之上，總結(jié)分析了標(biāo)志物識別跟蹤的相關(guān)基礎(chǔ)理論算法，設(shè)計了一個用于增強現(xiàn)實系統(tǒng)的三維標(biāo)志物，并以此為基礎(chǔ)進行了三維標(biāo)志物的識別跟蹤算法的研究，構(gòu)建一個基于三維標(biāo)志物跟蹤技術(shù)的增強現(xiàn)實系統(tǒng)原型。
　　本文所設(shè)計的三維標(biāo)志物是在傳統(tǒng)的人工二維標(biāo)志物基礎(chǔ)之上發(fā)展起來的。為了滿足對目標(biāo)識別的高效率和高可靠性的要求，本文采用了二維碼的識別方法，通過將多個平面標(biāo)志物進行組合，設(shè)計了一個三維立方體的標(biāo)志物，滿足了各個特征點的空

3、間三維坐標(biāo)易于確定的要求，實現(xiàn)簡單，識別可靠。
　　針對于三維標(biāo)志物的跟蹤算法的要求，本文借鑒了傳統(tǒng)增強現(xiàn)實中采用的跟蹤算法的優(yōu)點，在標(biāo)志物設(shè)計階段就對可能的標(biāo)志物識別和跟蹤算法進行了研究，采用了POSIT算法來進行三維標(biāo)志物在空間中位姿的確定。
　　構(gòu)建了以三維標(biāo)志物為識別跟蹤對象的增強現(xiàn)實系統(tǒng)原型。通過原型系統(tǒng)實驗和相關(guān)應(yīng)用驗證，本文所設(shè)計的標(biāo)志物和相關(guān)識別跟蹤算法均能夠滿足實時增強現(xiàn)實的要求；克服了平面標(biāo)志物容易出現(xiàn)的