基于剛體目標(biāo)的虛實配準(zhǔn)方法研究.pdf

1、增強現(xiàn)實(Augmented Reality 簡稱AR)技術(shù)是虛擬現(xiàn)實技術(shù)發(fā)展的一個重要分支，有著廣泛的應(yīng)用前景。它將計算機(jī)生成的虛擬場景、提示信息等實時精確的疊加到用戶所觀察到的真實世界場景中，使得虛擬物體從感官上成為真實環(huán)境的組成部分從而增強用戶對真實場景的感知能力和與現(xiàn)實世界的交互能力。
　　 虛實配準(zhǔn)實際上是指系統(tǒng)能夠?qū)崟r精確的計算目標(biāo)(攝像機(jī))相對于真實世界的位置和姿態(tài)，以便將虛擬場景正確的放置到它應(yīng)處的位置。因此虛實

2、配準(zhǔn)是任何增強現(xiàn)實系統(tǒng)所必須解決的關(guān)鍵問題。本文針對當(dāng)前基于計算機(jī)視覺的虛實配準(zhǔn)技術(shù)研究現(xiàn)狀，圍繞基于粒子濾波和自然特征匹配的虛實配準(zhǔn)及其改進(jìn)方法等技術(shù)內(nèi)容展開研究與實踐，目標(biāo)旨在提高增強現(xiàn)實系統(tǒng)可用性的同時最大限度保證配準(zhǔn)精度和系統(tǒng)實時性。
　　 本文的主要研究工作如下：
　　 (1)基于粒子濾波的虛實配準(zhǔn)方法研究與實現(xiàn)
　　 利用改進(jìn)的SIFT算法完成特征點提取與匹配，內(nèi)點統(tǒng)計法完成權(quán)值計算，最后利用粒子加權(quán)

3、和得到攝像機(jī)位姿完成虛實配準(zhǔn)。該方法避免了基于標(biāo)識的配準(zhǔn)方法的局限性，提高了在光照變化、用戶視點和視角變化、抖動等情況下配準(zhǔn)的魯棒性。
　　 (2)基于改進(jìn)粒子濾波的虛實配準(zhǔn)方法設(shè)計與實現(xiàn)
　　 針對當(dāng)前在快速運動過程中存在的配準(zhǔn)失效以及配準(zhǔn)過程中精度不高問題，分別利用自適應(yīng)和模擬退火算法改進(jìn)了粒子濾波算法，提高了算法在快速運動情況下的穩(wěn)定性和健壯性。
　　 (3)基于SLAM技術(shù)的虛實配準(zhǔn)方法研究