收藏本站
《杭州电子科技大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

增强现实人机交互系统的研究

高净业  
【摘要】:增强现实(Augmented Reality,简称AR)是由虚拟现实(Virtual Reality,VR)发展而延伸出来的新的研究领域,它是一种将计算机生成的虚拟对象叠加到真实世界中从而构造出虚实结合效果的技术。它对真实环境中的信息进行三维注册,然后将计算机生成的虚拟信息叠加到真实的环境中,再通过显示设备将虚实融合后的效果显示出来,通过增强或补充人眼所看到的东西,加深用户对现实世界的认识能力。增强现实技术在医学、机械制造、军事、教育和商业等领域都有广泛的应用前景,它不仅提供了一种更容易实现的虚拟现实的方法,更代表了下一代人机界面的发展趋势。当前PC机和普通摄像头在现实生活中已经非常普及,而这些设备已经基本能够满足桌面AR系统的硬件要求,人们可以利用这些简单设备来做一些应用。基于标识的跟踪技术注册精度高并且标识物的获取极为容易,无需佩戴头盔等复杂的硬件跟踪设备。因此设计一个基于标识的增强现实人机交互系统就具备了现实意义。 本文的研究目标是实现一个基于标识的增强现实人机交互系统。利用ARToolKit开源软件库进行基于标识的增强现实交互系统的开发,使用ARToolKit标记作为本文实验的标记块,对ARToolkit工具进行分析并在此基础上对其交互操作方面进行了拓展,使用户可以通过手势和人脸等进行一些交互操作。具体包含以下三个方面的工作: 1.论文分析介绍了增强现实技术发展中三个重要的关键技术:显示技术、跟踪注册技术以及人机交互技术并阐述了增强现实的主要应用。在对这三项关键技术各自的重要内容介绍的同时,对它们的优缺点进行了比较和分析。 2.对基于标识的跟踪注册技术运用的数学原理进行推导,并且选用了最为常用的AR工具ARToolKit工具作为研究对象,对其组成模块做了介绍,仔细分析了其注册模块的实现过程。然后着重对模板的识别与跟踪进行分析和研究,详细描述了图像阈值分割、连通域分析、基于直线拟合的四边形选取、区域标准化和模板识别等几个模块的设计思想,并给出实验的结果。 3.论文设计并实现了一个拓展的AR人机交互系统,主要应用了人脸及手势的识别算法Adaboost算法及在opencv下生成分类器的方法,同时给出了人脸及手势检测的结果及实验统计数据。最后,将基于人脸及手势的增强现实系统的结果进行了展示,很好的说明了本文所使用的人机交互方式是有效的。
【学位授予单位】:杭州电子科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TP391.9

【引证文献】
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 顾涛;基于实物模型的计算机辅助老年人游戏的研究[D];华东师范大学;2012年
2 赵季方;面向嵌入式手机平台人脸跟踪技术研究与实现[D];长春理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 蒋新胜,马光彦,李华兵,王永风;基于磁阻传感器的虚拟现实跟踪系统[J];传感器技术;2002年05期
2 孙胜利;闫达远;赵春晖;;六自由度磁跟踪器的研究[J];电子测量技术;2000年01期
3 郭磊;王秋光;;Adaboost人脸检测算法研究及OpenCV实现[J];哈尔滨理工大学学报;2009年05期
4 魏冬生;李林青;;Adaboost人脸检测方法的改进[J];计算机应用;2006年03期
5 郑峰,杨新;基于Adaboost算法的人脸检测[J];计算机仿真;2005年09期
6 龙敏;黄福珍;边后琴;;基于Adaboost算法的多角度人脸检测[J];计算机仿真;2007年11期
7 钟慧娟;刘肖琳;吴晓莉;;增强现实系统及其关键技术研究[J];计算机仿真;2008年01期
8 钟向阳;;一种快速的人脸检测训练算法[J];嘉应学院学报;2007年03期
9 黄有群;姬永成;李丹;;基于ARToolKit工具的增强现实交互操作研究[J];计算机与现代化;2008年09期
10 康波;;增强现实中的跟踪技术[J];计算机测量与控制;2006年11期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 孙磊;基于视觉的增强现实系统的研究[D];福州大学;2006年
2 杜杰;基于AdaBoost的快速人脸检测算法若干问题研究[D];南京理工大学;2007年
3 隋毅;基于手持设备的增强现实技术研究与应用[D];青岛大学;2009年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 朱洲;王飞;付中涛;;基于人脸检测的云台智能控制系统设计[J];安防科技;2011年01期
2 黄天智;刘越;王涌天;闫达远;;增强现实技术的军事应用与前景展望[J];兵工学报;2006年06期
3 黄坤;韩飞;杨月全;王正群;张天平;;基于扩展三角特征的AdaBoost快速人眼检测算法[J];北京科技大学学报;2012年01期
4 王箭;吴一风;钟渝翔;黄建;;诊断技术的群体化与集约化[J];北京生物医学工程;2006年06期
5 丁海洋;;基于计算机视觉的增强现实演示系统[J];北京印刷学院学报;2009年04期
6 李文波;王立研;;一种基于Adaboost算法的车辆检测方法[J];长春理工大学学报(自然科学版);2009年02期
7 宫金良,张彦斐,周玉林,高峰;一种新型六维鼠标在虚拟现实技术中的应用[J];传感器技术;2005年09期
8 张文波;吴登刚;新纪夫;谢海芬;顾英俊;;便携式微弱磁场传感器的研究[J];传感器与微系统;2010年10期
9 刘秀坤;郭贵洲;;基于ARToolKit的户外增强现实系统的设计和实现[J];测绘科学;2009年S2期
10 高玉荣;肖剑平;彭清山;方鹏;刘涛;;虚拟旅游景观系统研究[J];城市勘测;2007年01期
中国重要会议论文全文数据库 前5条
1 李丹;黄有群;;增强现实交互技术的研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
2 朱杰杰;潘志庚;孙超;;增强现实技术应用综述[A];第四届和谐人机环境联合学术会议论文集[C];2008年
3 李一波;康绍鹏;乔志华;朱琼;;增强现实研究现状及其在遥操作中的应用[A];'2008系统仿真技术及其应用学术会议论文集[C];2008年
4 孙朋;刘党辉;肖艳青;;基于嵌入式系统的人脸识别技术研究进展[A];第七届全国信息获取与处理学术会议论文集[C];2009年
5 康金兰;林万洪;熊颖;;基于标识点图像数学特征的三维注册算法研究[A];Proceedings of 14th Chinese Conference on System Simulation Technology & Application(CCSSTA’2012)[C];2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
2 董子龙;面向增强现实的实时三维跟踪[D];浙江大学;2010年
3 韩静华;森林公园虚拟漫游装置关键技术研究[D];北京林业大学;2011年
4 董本志;管件带坡口相贯线数控切割建模与仿真研究[D];东北林业大学;2010年
5 韩志刚;地理超媒体数据模型及Web服务研究[D];河南大学;2011年
6 陈勇;基于样条二进小波的人脸识别研究[D];浙江工业大学;2010年
7 闫海峰;液压支架虚拟监控关键技术研究[D];中国矿业大学;2011年
8 徐迟;增强现实中的三维物体注册方法及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
9 王文成;基于局部特征分析的人脸表情识别问题研究[D];山东大学;2011年
10 王鹏;虚拟展示系统中关键技术的研究[D];浙江大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 秦仕伟;人脸检测与识别技术的研究与实现[D];大连理工大学;2010年
2 赵元杰;增强现实技术中基于碰撞检测的交互性研究[D];大连理工大学;2010年
3 张晶晶;人脸检测与人脸特征定位技术研究[D];广西民族大学;2010年
4 顾威威;复杂背景下实时人脸检测技术的研究[D];河北工程大学;2010年
5 闵薇;云南沧源岩画数字化传承与应用研究[D];昆明理工大学;2010年
6 陈丽莉;图像配准与合成显示技术研究[D];西安电子科技大学;2011年
7 王剑钢;基于增强现实的地理信息指引系统[D];西安电子科技大学;2011年
8 李阳;自动白平衡算法的改进与实现[D];西安电子科技大学;2010年
9 郭富强;基于结构光的颅骨部位三维重建方法研究[D];吉林大学;2011年
10 张涛;基于图像的车牌定位算法研究[D];西华大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 谢丽欣;牟会;王欢;刘明霞;;基于计算机视觉的人脸检测与识别综述[J];计算机安全;2010年01期
2 王海川,张立明;一种新的Adaboost快速训练算法[J];复旦学报(自然科学版);2004年01期
3 张翼;;“十二五”期间中国必须关注的三大人口问题[J];河北学刊;2010年01期
4 刘栋;周激流;郎方年;何坤;;视频图像的实时人脸检测系统[J];激光杂志;2007年02期
5 钟慧娟;刘肖琳;吴晓莉;;增强现实系统及其关键技术研究[J];计算机仿真;2008年01期
6 黄有群;姬永成;李丹;;基于ARToolKit工具的增强现实交互操作研究[J];计算机与现代化;2008年09期
7 胡小平;陈锻生;陈伟斌;;智能手机人脸检测系统的设计与实现[J];计算机工程与设计;2010年03期
8 顾晨勤;葛万成;;基于模板匹配算法的字符识别研究[J];通信技术;2009年03期
9 孔凡芝,张兴周,谢耀菊;基于Adaboost的人脸检测技术[J];应用科技;2005年06期
10 李德明,陈天勇,李贵芸;空巢老人心理健康状况研究[J];中国老年学杂志;2003年07期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 山世光;人脸识别中若干关键问题的研究[D];中国科学院研究生院(计算技术研究所);2004年
中国硕士学位论文全文数据库 前8条
1 俞晶晶;基于多级分类器的人脸检测系统研究[D];北京邮电大学;2011年
2 张忠;Adaboost人脸检测算法在嵌入式平台上的实现与研究[D];上海交通大学;2008年
3 董珉;基于Windows Mobile嵌入式系统的人脸识别技术研究及应用[D];厦门大学;2008年
4 范文彬;基于智能手机平台的RFID中间件研究[D];厦门大学;2009年
5 陈抒;高速监控视频中的人脸检测研究与实现[D];华东师范大学;2009年
6 孔祥栋;基于肤色和AdaBoost算法人脸检测的研究[D];燕山大学;2010年
7 李杰;基于Adaboost算法的人体目标检测[D];北方工业大学;2010年
8 吴洪飞;增强现实中标记设计与识别方法研究[D];青岛大学;2010年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孙敏,陈秀万,张飞舟,郑宏伟;增强现实地理信息系统[J];北京大学学报(自然科学版);2004年06期
2 徐彤,王涌天,阎达远;用于虚拟现实的六自由度电磁跟踪系统[J];北京理工大学学报;2000年05期
3 周雅,徐彤,阎达远,王涌天,哈涌刚;增强现实中虚拟物体的投影注册算法研究[J];北京理工大学学报;2000年06期
4 孙宁;邹采荣;赵力;;人脸检测综述[J];电路与系统学报;2006年06期
5 吕琳;;人脸检测方法综述[J];电脑知识与技术;2005年36期
6 苗毓虹;姜军;张桂林;熊飞;;视频图像的人脸检测方法[J];电子技术应用;2006年09期
7 杜宇;;基于Boosted Cascade算法的人脸检测和跟踪系统[J];电子科技;2006年07期
8 王海川,张立明;一种新的Adaboost快速训练算法[J];复旦学报(自然科学版);2004年01期
9 哈涌刚,周雅,王涌天,闫达远;用于增强现实的头盔显示器的设计[J];光学技术;2000年04期
10 徐彤,王涌天;增强现实三色立体基准注册技术的研究[J];光学技术;2000年06期
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 姚远;增强现实应用技术研究[D];浙江大学;2006年
中国硕士学位论文全文数据库 前9条
1 闫胜业;基于学习的人脸面部图像快速检测算法研究[D];北京工业大学;2003年
2 胡伏原;复杂背景下快速人脸检测与识别[D];西北工业大学;2004年
3 吴暾华;快速人脸检测系统的设计与实现[D];华侨大学;2004年
4 吴克巍;人脸检测方法研究[D];南京理工大学;2004年
5 陈齐松;基于灰度、梯度和肤色特征的通用人脸检测算法研究[D];华侨大学;2005年
6 姚锦秀;人脸检测技术的研究[D];广东工业大学;2005年
7 沈利明;人脸跟踪算法及其在DAM6416平台上的实现[D];南京理工大学;2006年
8 吴蓓;多姿态人脸检测方法的研究[D];大连理工大学;2006年
9 曹达;手持设备上的增强现实技术研究[D];上海交通大学;2007年
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 施琦,王涌天,陈靖;一种基于视觉的增强现实三维注册算法[J];中国图象图形学报;2002年07期
2 朱广超,王田苗,丑武胜,孟偲,伍军,薛喜梅;基于增强现实的机器人遥操作系统研究[J];系统仿真学报;2004年05期
3 陈靖,王涌天,闫达远;增强现实系统及其应用[J];计算机工程与应用;2001年15期
4 陈靖,王涌天,施琦,闫达远;利用光流预测的增强现实系统注册方法[J];系统仿真学报;2002年06期
5 詹文法,马俊;用于增强现实的平视显示器的设计[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2002年03期
6 常勇,何宗宜;基于ARToolKit的地下管网增强现实研究[J];武汉大学学报(信息科学版);2005年04期
7 哈涌刚,周雅,王涌天,闫达远;用于增强现实的头盔显示器的设计[J];光学技术;2000年04期
8 黄腾,王柯;增强现实应用中基于三维模型的手形追踪[J];微计算机应用;2005年01期
9 苏宏;康波;;混合跟踪技术在增强现实系统中的应用[J];计算机工程;2009年04期
10 赵新灿;左洪福;;增强现实技术在航空领域中的应用及展望[J];航空维修与工程;2008年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王鹏;王涛;丁大勇;张益民;毕文元;包英泽;;基于增强现实技术的三维导航[A];第六届和谐人机环境联合学术会议(HHME2010)、第19届全国多媒体学术会议(NCMT2010)、第6届全国人机交互学术会议(CHCI2010)、第5届全国普适计算学术会议(PCC2010)论文集[C];2010年
2 张旭光;阎镇;;面向遥科学实验的增强现实应用研究[A];第二十三届全国空间探测学术交流会论文摘要集[C];2010年
3 刘宁;赵越;;虚拟现实与增强现实技术在现代军事中的应用与前景展望[A];第十七届中国遥感大会摘要集[C];2010年
4 刘越;王涌天;闫达远;;增强现实系统显示技术研究[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
5 顾光珍;杨健;周雅;刘越;王涌天;;光学透视式增强现实系统的标定技术研究[A];第三届全国数字成像技术及相关材料发展与应用学术研讨会论文摘要集[C];2004年
6 谢晓方;乔勇军;;基于增强现实技术的翻译系统建模技术研究[A];第五届全国仿真器学术会论文集[C];2004年
7 王坚;;虚拟现实和增强现实的人机交互技术[A];计算机技术在工程建设中的应用——第十二届全国工程建设计算机应用学术会议演讲辑录[C];2004年
8 王红;周雅;高宇;闫达远;;光学透视式增强现实系统虚实亮度匹配研究[A];中国光学学会2006年学术大会论文摘要集[C];2006年
9 李丹;黄有群;;增强现实交互技术的研究[A];2007北京地区高校研究生学术交流会通信与信息技术会议论文集(上册)[C];2008年
10 樊明武;余调琴;熊永前;陈德智;熊健;秦斌;;增强现实的低能回旋加速器虚拟样机技术[A];粒子加速器学会第七届全国会员代表大会暨学术报告会文集[C];2004年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 中国移动研究院业务研究所 陈志刚;“增强现实”适宜后向收费[N];通信产业报;2010年
2 本报记者 逄丹;“增强现实”用虚拟美化现实[N];通信产业报;2010年
3 陈志鸿;荷兰邮票使用“增强现实”技术展现“托塔”情景[N];中国集邮报;2011年
4 ;AR:更深刻的现实[N];中国高新技术产业导报;2002年
5 ;移动增强现实:是炒作还是下一件大事?[N];网络世界;2010年
6 时报记者 张维维;视联网,一切只需用眼睛去看![N];滨海时报;2010年
7 本报记者 邹大斌;增强现实:互联网应用的新热点[N];计算机世界;2011年
8 多伦多大学工业工程系博士 侯明;在想象与现实之间[N];科技日报;2002年
9 特约作者 苏驰;真亦假时假亦真[N];电脑报;2010年
10 荆晶;手机带你穿越时空,如梦如幻回到从前[N];新华每日电讯;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 董子龙;面向增强现实的实时三维跟踪[D];浙江大学;2010年
2 孙超;增强现实环境下基于手势的自然交互[D];浙江大学;2010年
3 田元;增强现实中的虚实遮挡处理方法研究[D];华中科技大学;2010年
4 徐迟;增强现实中的三维物体注册方法及其应用研究[D];华中科技大学;2011年
5 孙其民;计算机图形学中逆向绘制技术的研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2002年
6 熊友军;基于增强现实的遥操作关键技术研究[D];华中科技大学;2005年
7 胡晓明;用于增强现实的姿态测量系统及其校正技术研究[D];北京理工大学;2006年
8 李旭东;基于特征点的增强现实三维注册算法研究[D];天津大学;2009年
9 赵新灿;增强现实维修诱导系统关键技术研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 马志艳;面向数控加工仿真的增强现实关键技术研究[D];华中科技大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 高净业;增强现实人机交互系统的研究[D];杭州电子科技大学;2011年
2 张利峰;汽车内饰人机功效评估增强现实系统关键技术研究[D];上海交通大学;2010年
3 王洪兵;增强现实环境下基于视觉的高精度目标跟踪技术研究[D];电子科技大学;2010年
4 王剑钢;基于增强现实的地理信息指引系统[D];西安电子科技大学;2011年
5 项天远;可扩展的实时多投影增强现实平台[D];上海交通大学;2011年
6 王余涛;基于增强现实的协同式装配系统研究[D];中国科学技术大学;2010年
7 于洋;增强现实机械装配环境中装配过程的研究[D];北京邮电大学;2010年
8 马玉可;一种微惯性跟踪器的设计及其在增强现实中的应用[D];电子科技大学;2010年
9 李可歆;手持设备上基于增强现实的虚实交互技术的研究与应用[D];青岛大学;2010年
10 任超宏;面向增强现实头盔显示器开发与立体显示技术研究[D];广东工业大学;2011年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026