增強(qiáng)現(xiàn)實是一種將計算機(jī)生成的虛擬物體實時疊加到真實場景中的技術(shù)。疊加過程中,虛擬物體與真實場景相互之間必須正確對齊,否則增強(qiáng)現(xiàn)實的效果將大打折扣。因此,當(dāng)虛擬物體與真實場景進(jìn)行虛實融合時,用何種方法將它們進(jìn)行對齊是增強(qiáng)現(xiàn)實面對的關(guān)鍵問題。通過跟蹤注冊技術(shù)可獲得計算機(jī)設(shè)備相對于真實場景的位姿,并隨著計算機(jī)設(shè)備在場景中的運(yùn)動對其位姿進(jìn)行實時跟蹤。然后根據(jù)獲得的位姿即可將虛擬內(nèi)容正確的整合到真實場景中。然而,移動設(shè)備存在內(nèi)存較小、CPU運(yùn)算能力較低等資源限制。針對這些問題,本文提出一些方法對現(xiàn)有的跟蹤注冊算法進(jìn)行改進(jìn),以滿足移動設(shè)備的需求。本文的主要內(nèi)容和貢獻(xiàn)如下所示:（1）為提升圖像匹配算法的實時性和魯棒性,提出一種基于改進(jìn)FREAK的特征點匹配算法（MyFREAK算法）。首先將經(jīng)典FREAK算法的8層視網(wǎng)膜模型簡化為5層,且根據(jù)貪婪搜索算法僅選取64組感受野點對,使得在減少運(yùn)算開銷的同時盡量保留有效的點對信息。然后設(shè)計一種具有旋轉(zhuǎn)不變性的LBP算法,對每個感受野進(jìn)行編碼,以增加描述符的區(qū)分度。與實驗里其它算法相比,提出的算法具有最小的描述符尺寸。根據(jù)在Mikolajczy和day-nig... 

【文章來源】：江南大學(xué)江蘇省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：59 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

剛體運(yùn)動圖解

江南大學(xué)碩士學(xué)位論文82.2.1剛體運(yùn)動及其表示剛體是指不會發(fā)生形變的物體，剛體上兩點間的距離在剛體發(fā)生運(yùn)動前后不會發(fā)生改變。如圖2-1所示，在剛體運(yùn)動前后p、q兩點間的距離d不變：圖2-1剛體運(yùn)動圖解剛體運(yùn)動g可看為坐標(biāo)之間的映射，其將剛體上每個點運(yùn)動前的坐標(biāo)X映射為運(yùn)動后的坐標(biāo)g(X)，如2.5式所示：g:Xg(X)~(2.5)為了得到剛體運(yùn)動的具體表達(dá)形式，首先考慮只涉及旋轉(zhuǎn)的剛體運(yùn)動。如圖2-2所示，世界坐標(biāo)系(XYZ坐標(biāo)系)是固定的，某剛體的坐標(biāo)幀原本與世界坐標(biāo)系重合，繞軸旋轉(zhuǎn)后得到新的坐標(biāo)幀(xyz坐標(biāo)幀)。圖2-2純旋轉(zhuǎn)剛體運(yùn)動假設(shè)1e，2e，3e分別是世界坐標(biāo)系里沿著X，Y，Z軸的單位向量，則做純旋轉(zhuǎn)剛體運(yùn)動g后新坐標(biāo)幀x，y，z軸的單位向量為11r=g(e)，22r=g(e)，33r=g(e)。由于剛體坐標(biāo)幀下的坐標(biāo)不受剛體運(yùn)動影響，推得純旋轉(zhuǎn)剛體運(yùn)動可由一個3×3矩陣R表示，如2.6式所示：123R[r,r,r](2.6)因為1r，2r，3r是相互垂直的單位向量，所以R為正交矩陣。又因1r，2r，3r形成右手系，所以R的行列式為+1。將所有滿足上述條件的三維矩陣稱為三維旋轉(zhuǎn)矩陣。一般化的剛體運(yùn)動，不僅涉及旋轉(zhuǎn)還涉及位移。如圖2-3所示，假設(shè)剛體坐標(biāo)幀C原本與世界坐標(biāo)系W重合，經(jīng)過旋轉(zhuǎn)和位移后到達(dá)到新的位置：

第二章相關(guān)理論簡介9圖2-3一般化的剛體運(yùn)動其中cX是剛體上點p于剛體坐標(biāo)幀C下的坐標(biāo)，無論剛體如何運(yùn)動cX都不會變化；wX則表示剛體運(yùn)動后，點p于世界坐標(biāo)系W下的坐標(biāo)。將此剛體運(yùn)動分解為先旋轉(zhuǎn)后位移，可推得wX如下：wwccwcX=RX+T(2.7)其中wcR是剛體坐標(biāo)幀C相對于世界坐標(biāo)系W的旋轉(zhuǎn)；wcT表示世界坐標(biāo)系原點到剛體坐標(biāo)幀原點的位移向量。根據(jù)2.7式可知，剛體運(yùn)動可由一個三維旋轉(zhuǎn)矩陣和一個三維位移向量表示。為了緊湊的表示剛體運(yùn)動，引入齊次坐標(biāo)概念。設(shè)某點p的坐標(biāo)為123[,,]TX=XXX，則其齊次坐標(biāo)定義為：12311XXXXX=(2.8)且點的齊次坐標(biāo)有如下屬性：112233,01XkXXkXkXkXk(2.9)而向量由兩點相減得到，則向量v的齊次坐標(biāo)定義為：12300vvvvv=(2.10)根據(jù)齊次坐標(biāo)的定義，2.7式可重寫為矩陣形式：1011wwcwccwXRTXX==(2.11)則一般化的剛體運(yùn)動g，可定義為如下矩陣形式，其中R是旋轉(zhuǎn)矩陣，T是位移向量：

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3105966