基于标志的增强现实技术的研究

发布时间：2017-08-07 16:02

  本文关键词：基于标志的增强现实技术的研究

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【摘要】：随着科技的发展,增强现实成为一个日益重要的研究热点,其首次被提出是在20世纪90年代。增强现实指的是将真实世界中特定时空内不易被体验的实体信息,使用科学技术进行仿真模拟,然后叠加到真实世界,人类通过感官对其感知,最终获得超越现实的特殊体验。该技术在娱乐、游戏、军事、医疗、电视转播、旅游、展览等众多领域都具有非常重要的应用前景。因此,对增强现实技术的研究将具有十分重要的学术意义以及应用价值。本课题是以某公司提供的Tiny4412开发板为硬件平台,以Android 4.2.2为软件平台,结合型号为罗技C270的USB摄像头,进行增强现实技术相关方面的研究与实现。本文的研究工作包括:标志识别、虚拟物体绘制、虚实融合。在标志识别部分,研究了增强现实的关键技术,得出了基于计算机视觉标志的实现流程,研究并实现了对于标志的识别,期间采用全局阈值法进行图像二值化、用坎尼算法实现边缘检测、用霍夫变换实现直线检测,从而实现对于预览视频流中标志拐角点坐标的提取,并最终计算出标志的ID。在虚拟物体绘制部分,研究了Open GL ES 2.0的理论知识和渲染流程,设计并实现了在预览时根据标志的ID绘制相应的3D物体。在虚实融合部分,研究了增强现实中不同坐标系间的转换关系、利用Open CV对摄像机标定获取其内部参数、获取外部参数的等式转换,研究并实现了将虚拟物体与真实场景同时显示输出。本课题从简单处着手,研究并实现了增强现实的初步功能,研究结果为后续增强现实的进一步研究奠定了基础。
【关键词】：增强现实 标志识别 OpenGL ES 2.0 虚实融合
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TP391.9
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-8
• 第1章 绪论8-12
• 1.1 课题背景及研究的目的与意义8-9
• 1.1.1 课题背景和来源8-9
• 1.1.2 课题研究的目的和意义9
• 1.2 国内外相关研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-10
• 1.2.2 国内研究现状10-11
• 1.3 本文的研究内容11-12
• 第2章 增强现实的相关知识12-29
• 2.1 增强现实的关键技术12-18
• 2.1.1 显示技术12-14
• 2.1.2 跟踪注册技术14-16
• 2.1.3 用户交互技术16
• 2.1.4 虚实结合技术16-18
• 2.2 增强现实中各个坐标系间的转换18-22
• 2.2.1 真实世界坐标系到摄像机坐标系19-20
• 2.2.2 摄像机坐标系到 2D成像平面坐标系20-21
• 2.2.3 虚拟物体坐标系到真实世界坐标系21-22
• 2.3 增强现实中绘制虚拟物体的OpenGL ES 2.022-28
• 2.3.1 OpenGL ES 2.0 简介22-23
• 2.3.2 虚拟物体的渲染流程23-24
• 2.3.3 绘制虚拟物体的基本知识24-28
• 2.4 本章小结28-29
• 第3章 增强现实中的标志识别29-42
• 3.1 增强现实中的标志29-30
• 3.1.1 基于标志的实现流程29
• 3.1.2 增强现实中的标志29-30
• 3.2 标志的识别30-40
• 3.2.1 图像二值化31-33
• 3.2.2 边缘检测33-34
• 3.2.3 直线检测及标志点坐标的求取34-37
• 3.2.4 标志ID的计算37-40
• 3.2.5 预览视频流的获取40
• 3.3 本章小结40-42
• 第4章 增强现实中虚拟物体的绘制42-50
• 4.1 GLSurfaceView和Renderer42
• 4.2 虚拟物体绘制的原理42-47
• 4.2.1 纹理映射42-44
• 4.2.2 立体物体的构建与模型加载44-45
• 4.2.3 光照模型45-46
• 4.2.4 文本绘制46-47
• 4.3 虚拟物体绘制的实现47-49
• 4.4 本章小结49-50
• 第5章 增强现实中虚实融合的实现50-57
• 5.1 软硬件平台的搭建50-51
• 5.1.1 硬件平台的搭建50-51
• 5.1.2 软件平台的搭建51
• 5.2 虚实融合的实现51-55
• 5.2.1 摄像机内部与外部参数的获取51-54
• 5.2.2 虚实融合的代码实现54-55
• 5.3 研究成果55-56
• 5.3.1 绘制立体球55
• 5.3.2 绘制茶壶55-56
• 5.3.3 绘制文本内容56
• 5.4 本章小结56-57
• 结论57-58
• 参考文献58-63
• 致谢63

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨波;增强现实中的跟踪技术研究[D];电子科技大学;2005年

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本文编号：635466