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《安徽大学》 2001年
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基于虚拟现实技术的装配帮助系统研究

张国宣  
【摘要】: 本论文的工作围绕国家“ 863”计划项目——“基于虚拟现实技术的装配帮助系 统”的设计和研究展开。建立了Windows环境下的多模综合实验平台,实现了一个 基于视点的物体识别、定位以及装配帮助的虚拟现实系统。该系统利用计算机视觉 的方法,对装配生产过程中的零件进行目标识别和特征点三维位置的重构,同时提 供基于虚拟现实技术的装配帮助信息VR显示,支持双摄像头立体图像实时同步输 入和有限词汇理解的用户语音交互(包括识别与合成),并建立了多模式多代理的人 机交互接口。 该系统具有较好的实时人机交互效果,立体视频、语音交互等多模式输入输出 方式的采用,使人机交互更加自然和富有效率。同时系统采用基于原语的多模式定 制和集中式多代理结构,解决了各种设备装置的合作和多模式的协作问题,使多模 式的信息便于管理和保持一致性,方便子系统的增减或集成,使系统易于扩充和定 制,并且容易移植到其它的虚拟现实系统。 同时,实现装配帮助的一个重要环节就是双眼摄像机的标定问题,它关系到整 个系统的准确性和速度。论文中重点研究和阐述了“基于虚拟现实技术的装配帮助 系统”中双眼摄像机的标定技术。算法考虑到摄像机模型中的一阶径向畸变,巧妙 地利用成像过程中的径向约束(RAC)分解摄像机参数,同时通过合理地组织参数 的求解次序,使得经由求解线性方程组就可以得到全部的摄像机参数,从而改变了 以往摄像机RAC标定方法依赖于非线性优化,以及对光照条件要求严格和标定测 定距离短的情况,使得RAC方法较以往的算法更为精确、快速、简便,并且更加 具有推广价值。 该系统研究的成果,对于本领域的研究起到了开拓性作用。对于实时人机交互 效果的实现,多模输入—输出系统实验平台,基于视点的帮助装配虚拟实现系统, 基于3D物体不同姿态和照明条件的图像来识别物体达到实时、准确和实用的效果 等领域的研究都起到了推动作用。
【学位授予单位】:安徽大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:TP391.9

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