發(fā)布時(shí)間：2021-04-14 14:22

　　近年來,增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented reality,AR）成為地理信息系統(tǒng)的一種新的地理表達(dá)方式,是一項(xiàng)用戶通過設(shè)備觀察到的現(xiàn)實(shí)世界中添加由計(jì)算機(jī)生成的多媒體對(duì)象和3D模型等虛擬信息的技術(shù)。隨著移動(dòng)設(shè)備迅猛發(fā)展,國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（Mobile Augmented Reality）進(jìn)行了大量研究和實(shí)踐,但是絕大多數(shù)的是在PC端上的應(yīng)用。相比PC端,移動(dòng)終端由于其便攜性,極大地拓展增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的應(yīng)用場(chǎng)景,使用戶與現(xiàn)實(shí)世界具有更多的互動(dòng)性。但是移動(dòng)端由于其計(jì)算能力有限,在PC端應(yīng)用成熟的算法無法直接移植到移動(dòng)端,導(dǎo)致現(xiàn)有算法無法滿足戶外三維注冊(cè)實(shí)時(shí)性的要求。針對(duì)目前增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)在移動(dòng)端應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)和不足之處,本文重點(diǎn)研究戶外場(chǎng)景下移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的三維注冊(cè)實(shí)時(shí)性和魯棒性問題,包括移動(dòng)端的圖像圖像匹配技術(shù)與跟蹤注冊(cè)技術(shù)的研究。在圖像匹配技術(shù)研究上,本文提出一種結(jié)合SURF算法和FREAK算法的改進(jìn)算法SUFREAK,并以移動(dòng)終端為實(shí)驗(yàn)平臺(tái),從算法匹配性能與旋轉(zhuǎn)、光照、尺度、視角變換等方面進(jìn)行算法效率與魯棒性比較分析,并從綜合角度探討算法在移動(dòng)終端上的適用性,結(jié)果表明:改進(jìn)算法SUFRE... 

【文章來源】：福建師范大學(xué)福建省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１地理空間信息表達(dá)方式的發(fā)展歷程??

后續(xù)三維注冊(cè)算法的研究和移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)搭建工作做好鋪墊工作。??２．１增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)流程??如圖２－１所示，為基于單目攝像頭的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的一般工作流程，其中??主要包括：移動(dòng)設(shè)備的圖像采集及預(yù)處理、圖像特征識(shí)別跟蹤定位（三維注冊(cè)）、??虛實(shí)融合、圖形繪制等四塊內(nèi)容。??視頻喊｜?圖像特征點(diǎn)丨＾丨????預(yù)處理一匹配一＿特征點(diǎn)跟蹤??■?ｉ?位瑪ｒ計(jì)算??一”集？?視頻頓?一？虛實(shí)融合?一＾????顯本模塊??」?２??Ａｎｄｒｏｉｄ???????????設(shè)備?文字、３Ｄ模型＿＾圖像引擎系統(tǒng)??等虛擬信息?ＯｐｅｎＧＬ?ＥＳ??圖２－１移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)現(xiàn)流程圖??Ｆｉｇ．２－１?Ｔｈｅ?ｆｌｏｗ?ｏｆ?Ａｕｇｍｅｎｔｅｄ?Ｒｅａｌｉｔｙ?ｏｎ?Ｍｏｂｉｌｅ??移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)流程大體包含三個(gè)步驟：第一步，Ａｎｄｒｏｉｄ移動(dòng)端通過攝像頭??獲取視頻流；第二步，將采集的視頻幀進(jìn)行灰度處理，并提取視頻幀中的特征點(diǎn)、??描述子，最后與目標(biāo)圖像進(jìn)行匹配。匹配正確，則計(jì)算目標(biāo)圖像在視頻幀的位姿，??對(duì)視頻幀特征點(diǎn)進(jìn)行持續(xù)追蹤至丟失重進(jìn)行圖像匹配。第三步，如果檢測(cè)到目標(biāo)圖??像，將文字、３Ｄ模型等虛擬信息以步驟二獲取的參數(shù)注冊(cè)到步驟一獲取未處理的視??頻幀中，實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)。??２．２增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的三維注冊(cè)??增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)是將虛擬信息與現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景進(jìn)行有效的融合，因此其中的關(guān)鍵問題是三??維注冊(cè)

圖２－２攝像機(jī)坐標(biāo)系??Ｆｉｇ．?２－２?Ｃａｍｅｒａ?ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ?ｓｙｓｔｅｍ??如圖２－２，攝像機(jī)坐標(biāo)系是以攝像頭成像的焦距中心為原點(diǎn)〇，，坐標(biāo)軸為《、、??ｚ，的坐標(biāo)系統(tǒng)，其中ｚ，為攝像機(jī)光軸方向，〇，〇／長(zhǎng)度為攝像頭的焦距／。以原點(diǎn)１，??Ｘ，．，Ｉ軸組成成像平面坐標(biāo)系，軸分別平行于軸。在攝像機(jī)坐??標(biāo)系中點(diǎn)Ｐ坐標(biāo)為（Ｘ，，Ｆ；，Ｚ，），而在成像平面坐標(biāo)系坐標(biāo)為，其之??間存在轉(zhuǎn)換關(guān)系，透視投影公式２－１如下：??２－１??Ｘｉ?Ｙｉ?Ｚｉ??使用歸一化的齊次坐標(biāo)替代二維向量來表示攝像機(jī)坐標(biāo)系使得坐標(biāo)變換（旋轉(zhuǎn)、??平移）更容易表示，所以公式２－１轉(zhuǎn)換為齊次坐標(biāo)形式，公式２－２如下：??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于動(dòng)態(tài)特征模板匹配的ARToolKit三維注冊(cè)[J]. 雷曉妹,伍忠東,雍玖,加小紅.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2017(07)
[2]基于改進(jìn)ORB特征檢測(cè)的全景視頻拼接[J]. 雍玖,王陽萍,雷曉妹,王松.  計(jì)算機(jī)應(yīng)用與軟件. 2017(05)
[3]基于五幀差分和改進(jìn)的Meanshift算法的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤[J]. 陳雙葉,王善喜.  計(jì)算機(jī)科學(xué). 2016(S1)
[4]一種改進(jìn)的基于SURF特征匹配的圖像拼接算法[J]. 李海洋,張睿哲.  太原理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(01)
[5]基于改進(jìn)FREAK的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)時(shí)注冊(cè)算法[J]. 李晶皎,趙越,王愛俠,李貞妮,楊丹.  小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng). 2016(01)
[6]基于SURF特征提取和FLANN搜索的圖像匹配算法[J]. 馮亦東,孫躍.  圖學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和ArcGIS的移動(dòng)GIS應(yīng)用的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)[J]. 陸培鶴,鄒時(shí)林,何月順.  測(cè)繪與空間地理信息. 2015(06)
[8]基于增強(qiáng)實(shí)景的地名地址普查系統(tǒng)研究[J]. 郭亮,楊衛(wèi)軍,何華貴,張鵬程.  測(cè)繪通報(bào). 2014(S2)
[9]基于TLD的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)方法[J]. 李炎,尹東.  系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào). 2014(09)
[10]基于Kalman預(yù)測(cè)器的改進(jìn)的CAMShift目標(biāo)跟蹤[J]. 閆鈞華,陳少華,艾淑芳,李大雷,段賀.  中國(guó)慣性技術(shù)學(xué)報(bào). 2014(04)

碩士論文
[1]融合行人檢測(cè)器和顏色模型的行人跟蹤算法研究[D]. 姜龍龍.電子科技大學(xué) 2015
[2]基于移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的導(dǎo)航系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D]. 江亞炬.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[3]基于Android傳感器的駕駛事件識(shí)別關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 宋雅清.中國(guó)海洋大學(xué) 2014
[4]基于自然特征和傳感信息的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[D]. 肖斌.廈門大學(xué) 2014
[5]基于SIFT算法的圖像匹配方法研究[D]. 汪松.西安電子科技大學(xué) 2013
[6]基于GPGPU的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)三維注冊(cè)算法實(shí)時(shí)性研究[D]. 張燕.鄭州大學(xué) 2012
[7]增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中基于視覺的三維注冊(cè)技術(shù)研究[D]. 朱孔春.沈陽航空航天大學(xué) 2011
[8]基于互信息的立體運(yùn)動(dòng)物體的識(shí)別與跟蹤[D]. 陳熙.復(fù)旦大學(xué) 2009



本文編號(hào)：3137475