增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可將計(jì)算機(jī)生成的虛擬物體疊加至真實(shí)環(huán)境中,使觀察者能夠看到虛實(shí)結(jié)合的場(chǎng)景,為生產(chǎn)制造、教育培訓(xùn)等領(lǐng)域帶來(lái)技術(shù)革命。而作為主流的AR設(shè)備,微軟HoloLens存在視角范圍狹窄的約束,觀察較大物體時(shí)不可觀其全貌,導(dǎo)致用戶無(wú)法獲取全局信息。利用增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的理解,在已知標(biāo)注對(duì)象的條件下,可對(duì)其組成通過(guò)虛擬信息加以說(shuō)明,在無(wú)特定對(duì)象的情況下,可實(shí)現(xiàn)對(duì)整體環(huán)境的解析。在標(biāo)注對(duì)象已知時(shí),現(xiàn)有的解決方法考慮在物體各組件上附加虛擬標(biāo)簽,明確各部分的名稱及位置,但單純附加標(biāo)簽這一方式無(wú)法使用戶掌握目標(biāo)對(duì)象的整體結(jié)構(gòu),尤其針對(duì)大規(guī)模物體,因硬件設(shè)備視野限制導(dǎo)致缺乏全局瀏覽。在標(biāo)注對(duì)象未知的情況下,可通過(guò)在AR設(shè)備上對(duì)環(huán)境中的物體加以檢測(cè)與定位,從而輔助用戶理解環(huán)境。針對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下輔助用戶瀏覽特定物體這一問(wèn)題,本文提出層次導(dǎo)航樹的概念,通過(guò)呈現(xiàn)物體的全局結(jié)構(gòu)以及二維界面到三維物體的導(dǎo)航,對(duì)具體對(duì)象加以說(shuō)明,改善視野范圍的消極影響,并采用多通道融合的交互方式,保證人機(jī)交互的自然性,以檢修培訓(xùn)為應(yīng)用場(chǎng)景,使用虛擬信息提供目標(biāo)設(shè)備的組件指引,從而加速檢修操作,驗(yàn)證了層次導(dǎo)航樹的高效性。... 

【文章來(lái)源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁(yè)數(shù)】：52 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ?ＨｏｌｏＬｅｎｓ??

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)得以廣泛應(yīng)用于諸多領(lǐng)域的一大原因在于其可對(duì)用戶關(guān)注的??真實(shí)物體或模型附加虛擬信息，以實(shí)現(xiàn)對(duì)其說(shuō)明或輔助操作的目的［２￣。在這一??過(guò)程中，如何利用虛擬信息實(shí)現(xiàn)可協(xié)助用戶理解的物體瀏覽方式成為科研人員研??宄的熱點(diǎn)。??一些科學(xué)家以在關(guān)注對(duì)象上附加虛擬標(biāo)簽［２１］的方式，引導(dǎo)用戶逐步瀏覽物體??的各個(gè)部分。ＴａｔＺｇｅｍ［２２］提出用于三維空間中的刺猬標(biāo)注法，采用外部標(biāo)簽的形??式，令其形如刺猬般呈輻射狀分布，如圖１－２所示（該圖出自刺猬標(biāo)注法一文）。??該方法首先將所有標(biāo)注信息劃分至多個(gè)平面內(nèi)，再在整個(gè)平面中采用動(dòng)態(tài)人工勢(shì)??場(chǎng)法為標(biāo)簽間添加引力和斥力，其中引力保證虛擬標(biāo)注信息不偏離相應(yīng)的組件位??置，斥力確保標(biāo)簽間不發(fā)生碰撞。刺猬標(biāo)注法采用附加虛擬標(biāo)簽的形式輔助用戶??瀏覽關(guān)注對(duì)象，使用戶在觀察到標(biāo)簽后可沿引線方向定位到相應(yīng)部位。其優(yōu)勢(shì)在??于可較為直觀地顯示出物體各部分名稱，但該方法在物體組成結(jié)構(gòu)復(fù)雜的情況??下，由于標(biāo)簽數(shù)量多易導(dǎo)致標(biāo)注信息混淆現(xiàn)象的發(fā)生，從而不利于用戶對(duì)模型的??瀏覽和對(duì)標(biāo)簽對(duì)應(yīng)組件的定位。??ｆｕｐ？，廠丄?１?｜?｜?Ｉ?｜?Ｃｙ？（?）?｜?乂＿?１??圖１－２刺猬標(biāo)注法輔助用戶對(duì)模型的瀏覽??爆炸圖［２３］通過(guò)將物體”炸裂”以幫助用戶更加便捷的瀏覽目標(biāo)對(duì)象的內(nèi)部結(jié)??構(gòu)及組成。由于爆炸圖提供將模型各組件炸裂分隔開的功能，用戶可獲取到完整??模型中各組成部分的細(xì)節(jié)信息，使得爆炸圖這種顯示方式普遍應(yīng)用于產(chǎn)品說(shuō)明書??或建筑分析中。其也被應(yīng)用于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)設(shè)備下的虛擬模型瀏覽中。ＺｈｕｔｉａｎＣｈｅｎ［２４】??基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)眼鏡Ｈｏｌｏ

?山東大學(xué)碩士學(xué)位論文???ｓｉｎ??＃?ｉ?ｉ?－?Ｉ??．眞…０：，：一?＾??圖１－３采用爆炸圖的形式輔助用戶瀏覽虛擬城市模型??１．２．２增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下的物體識(shí)別研究現(xiàn)狀??為了實(shí)現(xiàn)虛擬信息對(duì)真實(shí)場(chǎng)景的詮釋，一些研宂工作關(guān)注于在增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)硬件??設(shè)備的基礎(chǔ)上對(duì)真實(shí)環(huán)境的理解，比如針對(duì)環(huán)境中存在的具體物體的識(shí)別與定位??工作。??目前已有一些工作可以實(shí)現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下對(duì)物體的識(shí)別，包括微軟的Ａｚｕｒｅ服??務(wù)［２５］和高通Ｖｕｆｏｒｉａ組件。利用微軟Ａｚｕｒｅ服務(wù)能夠創(chuàng)建自定義圖片分類器，可??在微軟ＨｏｌｏＬｅｎｓ眼鏡上實(shí)現(xiàn)自定義內(nèi)容的檢測(cè)和定位。其使用大量已標(biāo)出包圍??盒的特定類別物體圖片對(duì)模型進(jìn)行迭代訓(xùn)練，使該模型針對(duì)于新拍攝圖片具有識(shí)??別能力，物體通過(guò)識(shí)別和定位后，再將拍攝圖片的像素坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為空間坐標(biāo)，得??到物體在真實(shí)世界中的位置，并標(biāo)注其物體名稱，從而實(shí)現(xiàn)虛擬內(nèi)容對(duì)真實(shí)場(chǎng)景??的說(shuō)明。但這種方式存在一定的缺陷，采用Ａｚｕｒｅ服務(wù)實(shí)際為客戶機(jī)／服務(wù)器模??式，Ａｚｕｒｅ服務(wù)是架于計(jì)算機(jī)之上，主機(jī)作為服務(wù)器端，ＨｏｌｏＬｅｎｓ作為客戶端，??需要將使用ＨｏｌｏＬｅｎｓ環(huán)境感知相機(jī)拍攝的圖片封裝為請(qǐng)求消息，傳送至服務(wù)器??端等待處理，待服務(wù)器端的圖像識(shí)別和定位工作完成后，再將處理結(jié)果傳送至客??戶端，在這一過(guò)程中完成圖像處理工作的實(shí)為計(jì)算機(jī)而非ＨｏｌｏＬｅｎｓ可移動(dòng)設(shè)備，??故必須確保ＨｏｌｏＬｅｎｓ端和計(jì)算機(jī)端的正常通信才能完成對(duì)物體的識(shí)別和定位工??作，若發(fā)生通信受阻的情況，則任務(wù)失敗。其次，采用高通Ｖｕｆｏｒｉａ組件也可實(shí)??現(xiàn)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景下特定物體的識(shí)別［２６］，其需預(yù)先掃描待識(shí)別物體


本文編號(hào)：2911733