一種雙目視覺(jué)交互式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn).pdf

1、交互技術(shù)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵問(wèn)題之一。人們往往希望像與周?chē)挛锘?dòng)一樣與計(jì)算機(jī)中的信息進(jìn)行交流。然而在現(xiàn)實(shí)世界中與虛擬信息的交互是非常困難的。本文研究并構(gòu)建一個(gè)自然的人機(jī)交互模式,在雙目視覺(jué)環(huán)境下,對(duì)人手及其指尖進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤,并根據(jù)雙視圖中的匹配點(diǎn)重構(gòu)指尖三維運(yùn)動(dòng)軌跡,從而實(shí)現(xiàn)與空間中虛擬信息的交互。主要研究工作有三點(diǎn):
　　 (1)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一種人手檢測(cè)算法。在YCrCb顏色空間中使用基于顏色直方圖的分割方法獲得完整的手形輪廓。把

2、指尖搜索問(wèn)題轉(zhuǎn)化為求函數(shù)極值問(wèn)題,利用多個(gè)種子點(diǎn)搜索指尖。當(dāng)搜索結(jié)果為五時(shí)即確認(rèn)人手位置。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,在室內(nèi)光照環(huán)境下,本文提出的手檢測(cè)算法有效防止具有同樣膚色的人臉干擾,達(dá)到良好的檢測(cè)效果。
　　 (2)提出抗干擾雙手跟蹤算法。本文結(jié)合CamShift算法和灰預(yù)測(cè)模型對(duì)手跟蹤。實(shí)驗(yàn)中當(dāng)手緩慢運(yùn)動(dòng)甚至靜止時(shí),灰預(yù)測(cè)模型預(yù)測(cè)公式有一項(xiàng)分母趨于零,導(dǎo)致預(yù)測(cè)出錯(cuò)。本文從理論上解釋了其中因?yàn)?進(jìn)而通過(guò)添加擾動(dòng)因子重構(gòu)輸入數(shù)據(jù)對(duì)灰預(yù)測(cè)模

3、型加以改進(jìn)。改進(jìn)后的跟蹤實(shí)驗(yàn)分兩組,第一組在人臉干擾和雙手互干擾情況下均獲得良好的跟蹤效果；第二組在受到書(shū)本完全遮擋情況下,改進(jìn)的灰預(yù)測(cè)模型能夠引導(dǎo)CamShift算法正確跟蹤手。
　　 (3)求解雙攝像機(jī)之間最優(yōu)位姿。使用張正友標(biāo)定法對(duì)雙攝像機(jī)同時(shí)進(jìn)行標(biāo)定,獲得攝像機(jī)內(nèi)外參數(shù)。在此基礎(chǔ)上,采用最小二乘法、奇異值分解算法和非線性約束優(yōu)化模型求解雙攝像機(jī)之間的最優(yōu)位姿。最后建立線性三維測(cè)量模型,仿真了指尖在雙目視覺(jué)下的三維運(yùn)動(dòng)軌跡