基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)虛實(shí)注冊(cè)技術(shù)研究.pdf

1、虛實(shí)注冊(cè)是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)需要解決的主要問(wèn)題，直接決定了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)在實(shí)時(shí)性、魯棒性、運(yùn)行速度和占用存儲(chǔ)空間等方面的性能。目前發(fā)展成熟的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用主要依靠識(shí)別標(biāo)志物來(lái)疊加虛擬信息，在運(yùn)算速度和實(shí)時(shí)性方面有較好的表現(xiàn)，但使用場(chǎng)景有限。在基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，利用傳統(tǒng)的方法難以滿足終端應(yīng)用實(shí)時(shí)重建的需求。因此如何保證自然場(chǎng)景注冊(cè)的精度、效率和魯棒性，成為增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用需要著重考慮的問(wèn)題。
　　本文提出了實(shí)現(xiàn)基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)虛

2、實(shí)注冊(cè)技術(shù)的新方案，旨在滿足實(shí)時(shí)性和降低內(nèi)存消耗的需求，為移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)現(xiàn)提供思路，并利用本文的方法理論構(gòu)建了基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)原型系統(tǒng)，證明了方案的可行性。傳統(tǒng)基于自然特征的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)對(duì)場(chǎng)景圖像提取特征點(diǎn)進(jìn)行匹配，利用匹配點(diǎn)對(duì)重建三維點(diǎn)云，本文分析了主流特征點(diǎn)提取和描述符生成算法在速度和存儲(chǔ)空間占用方面的限制，提出加速分割測(cè)試特征算子（Features From Accelerated Segment Test，F(xiàn)AST）與局

3、部差分二進(jìn)制（Local Difference Binary, LDB）結(jié)合算法對(duì)該過(guò)程加速，其中LDB算法通過(guò)生成二進(jìn)制特征點(diǎn)描述符大大減少描述符占用的存儲(chǔ)空間。系統(tǒng)分為兩個(gè)階段，離線重建階段和在線注冊(cè)階段，通過(guò)對(duì)兩個(gè)階段不同處理來(lái)降低終端設(shè)備的負(fù)擔(dān)，保證系統(tǒng)運(yùn)行實(shí)時(shí)性。
　　實(shí)驗(yàn)證明該方案在重建結(jié)果相似的情況下，特征點(diǎn)提取速度比原來(lái)提升約3倍，匹配速度提升4倍，存儲(chǔ)空間占用減少66％。在虛實(shí)融合方面，系統(tǒng)存在的缺陷是簡(jiǎn)單疊加了