基于移动增强现实的数字博物馆应用研究

发布时间：2017-05-25 20:19

  本文关键词：基于移动增强现实的数字博物馆应用研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：增强现实(augmented reality, AR)是指将计算机生成的虚拟信息融入到真实世界当中,使两者达到有机融合,从而给用户带来更好的沉浸感、体验感。近年来随着移动智能终端的硬件配置和性能水平的提升,增强现实技术正逐步应用到移动终端当中。传统的数字博物馆导览方式简单乏味,而且提供的信息量较少,人机交互性较差。本文设计并实现了一种基于移动增强现实技术的新型数字博物馆系统,与现有的数字博物馆导览方式相比,该系统不仅摆脱了乏味的导览方式,为游客提供了更加多样、逼真的文物信息,而且使得人机交互方式更加人性化。本文的主要研究工作如下：首先,从用户角度出发,针对传统博物馆导览方式的不足,详细地分析了移动增强现实数字博物馆系统的功能需求,并在此基础上设计了该系统的逻辑结构和总体架构。针对系统的实时性,提出了先通过WiFi定位确定游客当前所在区域,减少待识别文物个数,再利用计算机视觉技术进行文物识别的思想；针对智能手机的多样性,采用服务器端与手机端相结合的双模式文物识别架构,从而为游客提供更真实的体验。然后,在Android平台上研究了移动增强现实博物馆系统各功能模块的实现过程。在WiFi定位模块中,采用指纹定位算法定位游客当前所在区域,利用电子罗盘检测终端的方向信息：在特征检测和跟踪注册模块中,结合了FAST和SURF两种算法的思想,提高了文物识别速度和文物识别稳定性。最后,分别对移动增强现实数字博物馆系统的各功能模块、系统的综合性能,以及系统实时性进行了完整测试,验证了其定位、导航的精确度、FAST-SURF算法的高效性,以及系统的综合性能和实时性能。实验结果表明,该系统不仅能够将虚拟的文物信息融入到现实环境中,为游客提供逼真的互动体验,而且具有较好的实时性和稳定性。
【关键词】：WiFi定位 移动增强现实 博物馆 Android平台
【学位授予单位】：西安邮电大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：G260.7;TP391.9
【目录】：

• 摘要3-4
• ABSTRACT4-7
• 第1章 绪论7-13
• 1.1 研究背景与研究意义7-9
• 1.2 增强现实博物馆研究现状9-11
• 1.2.1 国外研究现状9-11
• 1.2.2 国内研究现状11
• 1.3 论文内容结构11-13
• 第2章 相关技术介绍13-27
• 2.1 增强现实技术概述13-14
• 2.2 WIFI定位技术14-17
• 2.2.1 三角定位14-16
• 2.2.2 指纹定位16-17
• 2.3 跟踪注册原理分析17-22
• 2.3.1 摄像机标定的基本原理18-20
• 2.3.2 自然特征跟踪注册的实现原理20-22
• 2.4 特征点检测22-25
• 2.4.1 FAST算法22-23
• 2.4.2 SURF算法23-25
• 2.5 本章小结25-27
• 第3章 系统需求分析与概要设计27-41
• 3.1 系统功能需求27-28
• 3.2 系统总体架构设计28-33
• 3.2.1 移动AR系统架构探讨28-29
• 3.2.2 系统架构分析与设计29-31
• 3.2.3 系统识别模式的设计31-33
• 3.3 数据库设计33-36
• 3.3.1 数据表设计34-35
• 3.3.2 数据库模型分析35-36
• 3.4 系统环境36-39
• 3.4.1 系统运行环境36-38
• 3.4.2 系统开发环境38-39
• 3.5 本章小结39-41
• 第4章 系统功能模块设计与实现41-53
• 4.1 系统功能模块划分41-42
• 4.2 视频采集模块42-43
• 4.3 定位模块43-47
• 4.3.1 摄像头方向与姿态计算43-44
• 4.3.2 WiFi定位44-46
• 4.3.3 导航功能46-47
• 4.4 特征检测与跟踪注册模块47-50
• 4.4.1 特征检测47-49
• 4.4.2 跟踪注册49-50
• 4.5 虚实叠加模块50-51
• 4.6 本章小结51-53
• 第5章 系统测试与分析53-59
• 5.1 定位精度测试53-55
• 5.1.1 WiFi定位功能测试53-54
• 5.1.2 导航功能测试54-55
• 5.2 特征点检测和跟踪注册测试55-56
• 5.2.1 特征点检测测试55
• 5.2.2 跟踪注册测试55-56
• 5.3 系统综合测试56-58
• 5.3.1 系统功能性测试56-58
• 5.3.2 系统实时性测试58
• 5.4 本章小结58-59
• 第6章 总结与展望59-61
• 6.1 论文总结59
• 6.2 下一步工作展望59-61
• 参考文献61-65
• 攻读学位期间取得的研究成果65-67
• 致谢67-68

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前4条

1 梁韵基;周兴社;於志文;倪红波;;普适环境室内定位系统研究[J];计算机科学;2010年03期

2 陈卫东,张飞;移动机器人的同步自定位与地图创建研究进展[J];控制理论与应用;2005年03期

3 苏薇;;博物馆与文化遗产保护[J];世界文化;2009年07期

4 赵雷;陈万忠;韩双双;;一种改进的运动目标跟踪与轨迹记录算法[J];智能系统学报;2008年02期

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本文编号：394901