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基于自然特征点的移动增强现实系统研究

作　者: 陈智翔
导　师: 吴黎明
学　校: 广东工业大学
专　业: 测试计量技术及仪器
关键词: 移动增强现实自然特征点 FAST-SURF 特征提取匹配跟踪
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

增强现实技术作为虚拟现实的拓展技术,在最近十几年里已经得到了飞速发展,并在各个领域显现出强大的应用价值。随着移动智能终端的普及,移动增强现实也逐渐成为虚拟现实技术领域的一个研究分支,它在工业、产品展示、医疗研究、教育等领域具有广泛的应用前景及发展潜力。本文研究工作主要集中在基于特征点的移动增强现实配准与系统实现,主要研究内容如下：1.对增强现实,移动增强现实技术、发展方向、应用领域以及研究现状等作了详细介绍,并着重分析了增强现实中关于匹配跟踪等关键技术以及目前的研究进展。2.针对基于自然特征点的移动增强现实工作流程,分析流程中所涉及的自然特征点提取检测,论述了增强现实中的三维注册原理,包括引入计算机视觉中的相关坐标系、透视变换、单应性矩阵等概念,最后介绍了虚实融合技术。3.针对实用性增强现实技术的性能及功能需求,对FAST和SURF这两种常用算法进行了详细分析与研究,在此基础上提出了将非尺度空间检测算法FAST与尺度空间算法SURF相结合的策略。实验结果表明,这种检测方法能很好地满足移动增强现实系统的实时性和准确性。4.对特征点匹配和跟踪的问题进行了研究,采用Kd-树的方法来完成特征点存储与匹配的工作,并采用L-K光流算法来实现对特征点的实时跟踪,同时针对光流算法受光照条件影响较大的问题,本文采用改进的L-K光流算法并在跟踪过程中结合特征点检测的方法,较好的解决了这一问题。5.依托相关图像图形工具包及计算机视觉库,结合所完成的相应检测匹配、跟踪模块,完成了基于自然特征点的简单移动增强现实系统,系统采用3DS文件导入的方式来生成复杂的三维场景模型。实验结果表明,该系统能在真实环境中完成对图像进行增强显示,并且满足移动增强现实的实时性要求。

基于自然特征点的移动增强现实系统研究

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