戶外建筑環(huán)境中移動增強現(xiàn)實模板注冊與分庫方法研究.pdf

1、隨著移動終端計算處理能力與帶寬的提升、多媒體展示性能的增強、多種類傳感應(yīng)用模塊的集成，增強現(xiàn)實技術(shù)廣泛的應(yīng)用到移動互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)智能終端上，實現(xiàn)了增強現(xiàn)實應(yīng)用與系統(tǒng)的小型化和便攜化。增強現(xiàn)實技術(shù)、移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、圖形圖像識別技術(shù)等緊密結(jié)合，技術(shù)方案日趨成熟，將極大的推動增強現(xiàn)實應(yīng)用技術(shù)深入到日常生活的應(yīng)用中。近年來Facebook、Google、微軟各大科技巨頭紛紛投入重金，進入下一代計算平臺之爭，并將2016年評定為增強現(xiàn)實與虛擬現(xiàn)實應(yīng)用元

2、年，市場上涌現(xiàn)出大批增強可視與虛擬現(xiàn)實的設(shè)備如各類眼鏡產(chǎn)品，應(yīng)用商店也出現(xiàn)對傳統(tǒng)應(yīng)用進行增強交互升級的各類應(yīng)用。增強現(xiàn)實應(yīng)用的發(fā)展呈現(xiàn)從實驗室走向生活應(yīng)用、從大型笨重設(shè)備走向多樣化輕型移動終端、從室內(nèi)緊促空間發(fā)展到大范圍室外環(huán)境。然而，現(xiàn)有的針對戶外環(huán)境，特別是復(fù)雜建筑環(huán)境的移動增強現(xiàn)實應(yīng)用，僅針對簡單個體對象的模板識別，通過觀察對象的完整區(qū)域的圖片識別對象，并不能滿足戶外應(yīng)用中因方位、角度以及局部觀察建筑物時的識別情況;此外，為滿足大

3、范圍的戶外應(yīng)用，識別模板庫的體積將因識別建筑對象的數(shù)量呈線性增長，受限于移動設(shè)備的運行存儲大小以及計算處理能力，過大、過復(fù)雜的單個模板識別庫將造成移動增強應(yīng)用過程中識別效率低、運行不流暢等問題。本文針對以上問題，研究戶外復(fù)雜建筑的注冊模型策略以及在此基礎(chǔ)上研究基于地理位置劃分模板庫分庫方法，本文的主要內(nèi)容包括:
　　(1)研究校園戶外典型建筑環(huán)境增強現(xiàn)實注冊策略
　　針對校園戶外典型復(fù)雜建筑群落環(huán)境，研究基于模板注冊的戶外建

4、筑全方識別與應(yīng)用注冊策略。首先獲取建筑物對象的建筑底面圖，對其進行規(guī)則圖形輪廓簡化，根據(jù)簡化后的圖形形狀，建立標(biāo)準(zhǔn)與復(fù)雜建筑模型分類。根據(jù)模型的具體形狀特征，將標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置成四類基本圖形，如:矩形、“L”形、“回”字形以及圓形特征，建立拐角方位求解最小附加外接圓，使用等角切分方法，計算建筑物平面全方位模板注冊點位置。針對復(fù)雜組合圖形，首先將其剖分標(biāo)準(zhǔn)圖形的組合，建立矩形、“L”形和“回”字形以及圓形基本類型的組合，然后應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)類型的求解方法

5、，計算建筑平面全方位模板注冊點位置，最后對各標(biāo)準(zhǔn)模型的注冊點進行組合合并，合并過程中，對相同或相近的注冊點進行有效聚合，在保證注冊點充足的前提下，減少冗余注冊點。
　　(2)研究基于地理位置劃分的模板庫分庫方法
　　在校園或更大范圍如城市增強現(xiàn)實應(yīng)用中，戶外目標(biāo)識別庫的大小與注冊對象數(shù)量成線性增長，將給移動增強現(xiàn)實設(shè)備的存儲容量與處理能力帶來巨大挑戰(zhàn)。針對穿行漫游增強現(xiàn)實應(yīng)用，其探索應(yīng)用過程具有貼近地面大尺度特征，因此，應(yīng)用

6、探查的位置具有明顯的位置特征。本文提出基于地理區(qū)域位置劃分的模板庫分庫方法，以復(fù)雜建筑模型的模板注冊點為研究對象，引入凸包處理，對每一個對象的注冊點建立凸包對象，并對全區(qū)域中的凸包多邊形對象，應(yīng)用K-D樹，建立K-D樹索引，確保每一個索引節(jié)點中注冊點的數(shù)量均衡，并采取適配移動終端的處理能力，建立基于K-D樹的分庫方法，實現(xiàn)對整個識別場景自適應(yīng)高效的分庫。
　　本文基于高通增強現(xiàn)實開發(fā)包，應(yīng)用校園內(nèi)典型建筑結(jié)構(gòu)，構(gòu)建試驗驗證系統(tǒng)，通