收藏本站
《上海大学》 2007年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

增强现实系统虚实无缝融合相关问题研究

丰艳  
【摘要】: 增强现实技术是在虚拟现实技术基础上发展起来的一项新技术,是对虚拟现实技术的一种新拓展。增强现实技术的关键是将计算机生成的三维虚拟物体同真实场景中的物体无逢融合,从而起到对真实世界信息补充和增强的作用。增强现实技术涉及到计算机科学中的诸多领域,早期的研究大多只是集中在三维注册问题上,即以提高跟踪、虚实配准过程的准确性为主要目标。近年来,随着研究的不断深入,如何提高增强现实系统画面的视觉一致性、提供更加逼真柔和的虚实融合界面,成为新的研究热点。 增强现实技术的无缝融合问题,即一致性融合问题,主要包括几何一致性和光照一致性两个方面。本文以提高增强现实系统合成画面的真实感为目的,分别从几何一致性和光照一致性两个方面展开研究,取得了如下研究成果: 1、提高增强现实系统的几何一致性,首先表现为虚实场景能够准确对位,这就要求系统必须能够以尽可能高的精度进行跟踪注册。准确的计算多坐标系之间的转换关系、准确的跟踪头盔视点的位姿,是跟踪注册中的两个重要环节。然而这两个环节中都无可避免的存在测量或计算上的误差。为此,首先本文对坐标系之间转换关系的计算问题进行扰动分析,并在此基础上给出了一种初始测量数据选取的依据,使得计算误差尽可能减小:其次针对磁力跟踪器存在的非线性误差,本文运用优化的神经网络对其进行非线性误差校正。 2、随着系统的不断改进以及跟踪需要,我们又增加了双目视觉传感器进行跟踪。对于系统中的两套跟踪设备,如何实现两者的最佳协同工作模式,成为一个突出问题。对此,本文将模糊积分理论引入到该问题的讨论中,提出了基于模糊积分的信息融合算法:根据系统的特点设定模糊密度、选择评价因素、设计指标函数,最后建立了适合本文系统的融合模型,给出了一个双跟踪模式的智能融合跟踪系统,使整个增强现实环境的跟踪性能得到提高。 3、真实场景与虚拟物体之间的相互遮挡,能够为用户的纵深距离感提供感知线索,同时能够丰富合成场景的三维层次效果、提高真实感。因此,实现虚实遮挡是增强现实系统几何一致性问题的另一重要内容。目前国内外解决该问题的主要思路,是在要求对真实环境已知的前提下,对真实场景事先建模或制作模板。这就需要大量繁琐的前期工作,而且真实环境的模型一旦建好,整个增强现实系统的应用环境也随即固定,因此系统的可移植性差,而且主要适用于解决刚体物等对象的遮挡问题。对此,本文提出了一种新的虚实遮挡实现算法,该算法避开了以往的惯用思路,而是基于open InVentor的运行机制,设计了动态EMO结点,并对虚拟场景进行分层次建模,同时运用复杂背景下的运动目标提取技术和Alpha通道技术,来实现虚实场景间的多层次相互遮挡。由于该算法不需要对真实环境事先建模,因此减少了大量的前期工作,而且提高了系统的通用性与可移植性。更重要的是,该算法对于非刚体物对象,也能很好的完成虚实间的相互遮挡。 4、在光照一致性方面,本文提出了基于三维立体标志球的算法,对真实光照环境进行自动检测。双标志球均设计为具有近似理想的朗伯表面,通过标志球表面的图像亮度变化分析以及空间几何原理,建立真实光照的自动检测模型,从而获得真实环境的光照信息;然后,根据检测出的真实光照信息对虚拟场景进行二次光照处理,使虚、实场景具有基本一致的亮度效果。该算法避开了目前一些方法中需要对真实场景事先建模,或者离线进行光照估计的模式,算法简便、快速,可以实时的完成虚实场景的一致性光照渲染。
【学位授予单位】:上海大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2007
【分类号】:TP391.9

【引证文献】
中国期刊全文数据库 前4条
1 杨文芳;何宁;;基于增强现实技术的武器装备维修辅助系统设计与实现[J];信息系统工程;2015年05期
2 赖蘋华;;基于移动增强现实技术的灾害和事故救援系统设计[J];软件工程师;2014年10期
3 王贞东;肖租秀;李昌志;马小虎;;增强现实应用研究[J];玉林师范学院学报;2012年02期
4 李粉莉;童小念;;基于增强现实的图像光照一致性模型探讨[J];电脑知识与技术;2011年25期
中国重要会议论文全文数据库 前1条
1 刘勇;张蕊;;AR技术在坦克装甲车辆领域的应用设想[A];2013第一届中国指挥控制大会论文集[C];2013年
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 杨蒙召;人体面部真实感快速渲染方法研究[D];哈尔滨工业大学;2014年
2 谢天;面向操作指引的增强现实系统研究[D];浙江大学;2013年
3 陈明;增强现实虚实交互的若干关键问题研究[D];上海大学;2010年
4 姚争为;大型实时互动增强现实系统中的若干问题研究[D];上海大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 刘雨晴;浅谈增强现实与其在艺术领域的应用[D];湖北美术学院;2018年
2 徐超;虚实融合场景中多光源的位置与强度估计研究[D];长春理工大学;2018年
3 田飞腾;基于安卓平台的增强现实导航系统设计与实现[D];西安建筑科技大学;2018年
4 卢建斌;基于移动设备的增强现实技术研究与应用[D];湖南大学;2018年
5 张树鹏;基于增强现实技术的虚实交互设计研究[D];北京邮电大学;2018年
6 张馨心;基于边跟踪的增强现实技术在机械维修中的应用研究[D];北京邮电大学;2018年
7 王心丹;增强现实沙盒实现及地形重建技术研究[D];山东大学;2017年
8 杨俊哲;个体虚拟现实系统的教学适用性及推广价值探讨[D];上海师范大学;2017年
9 赵帅;基于移动增强现实技术的装饰画融合系统[D];浙江大学;2017年
10 梁莹;基于自然特征的虚实融合技术研究[D];沈阳工业大学;2016年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李文;;虚拟演播室的跟踪技术及选择[J];电视字幕(特技与动画);2006年11期
2 殷烨;陈一民;陈养彬;张玮;孔晓明;;增强现实软件平台系统的研究[J];计算机工程与科学;2006年05期
3 周芳;韩立岩;;多传感器信息融合技术综述[J];遥测遥控;2006年03期
4 丰艳;王明辉;陈一民;韩进;;增强现实系统中磁力跟踪器的校正[J];计算机工程;2006年10期
5 侯志强;韩崇昭;;视觉跟踪技术综述[J];自动化学报;2006年04期
6 倪剑;闫达远;周雅;刘伟;高宇;;增强现实系统中的深度检测技术研究[J];计算机应用;2006年01期
7 沈吉;;浅析虚拟演播室传感器技术[J];电视工程;2005年04期
8 臧大进,严宏凤,王跃才;多传感器信息融合技术综述[J];工矿自动化;2005年06期
9 王骏,顾耀林,倪彤光;基于图像的光照模型的研究与实现[J];计算机工程与设计;2005年01期
10 杨杰,陈彬,张金林,陈捷,邹锦;六自由度电磁跟踪定位系统的大角度区域误差校正[J];解放军理工大学学报(自然科学版);2004年06期
中国博士学位论文全文数据库 前4条
1 曾鹏鑫;动态场景下多运动目标检测及跟踪方法研究[D];东北大学;2005年
2 冀俊峰;细节复杂模型实时绘制加速技术研究[D];中国科学院研究生院(软件研究所);2005年
3 乔向东;信息融合系统中目标跟踪技术研究[D];西安电子科技大学;2003年
4 郑江滨;视频监视方法研究[D];西北工业大学;2002年
中国硕士学位论文全文数据库 前2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
2 庄宁;虚拟演播室中遮挡技术的实现[D];国防科学技术大学;2002年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 赵静;;“互联网+”带给传统零售门店的挑战与机遇[J];中国商论;2015年36期
2 刘安华;;跨境电商企业的自主品牌营销策略研究[J];商场现代化;2015年Z2期
3 任华;崔金梅;;“丝绸之路经济带”背景下新疆跨境电子商务发展路径[J];新疆财经;2015年06期
4 张景;;福建省跨境电子商务物流业发展水平影响因素实证分析[J];长春师范大学学报;2015年12期
5 刘婷婷;;中国-东盟跨境电商物流模式创新研究[J];合作经济与科技;2015年24期
6 董志尚;;我国跨境电商问题与对策[J];合作经济与科技;2015年24期
7 余凤英;;传统外贸企业开展跨境电子商务的策略分析[J];长沙航空职业技术学院学报;2015年04期
8 周剑锋;;跨境电商背景下常州经济融入国家“一带一路”发展战略探究[J];产业与科技论坛;2015年23期
9 欧伟强;钟晓燕;;我国外贸出口企业的跨境电商之路[J];价格月刊;2015年12期
10 刘志中;;外贸“新常态”下跨境电子商务的发展[J];现代经济探讨;2015年12期
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前2条
1 叶东文;陈国栋;;混合场景中光照一致性研究[J];计算机应用研究;2015年09期
2 朱文娟;;基于AR-Builder的增强现实应用探索[J];微型电脑应用;2015年01期
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王钰;;海外仓实现跨境销售本地化[J];进出口经理人;2014年12期
2 王惠敏;;跨境电子商务与国际贸易转型升级[J];国际经济合作;2014年10期
3 陈万灵;杨永聪;;全球进口需求结构变化与中国产业结构的调整[J];国际经贸探索;2014年09期
4 上海社会科学院经济研究所课题组;石良平;汤蕴懿;;中国跨境电子商务发展及政府监管问题研究——以小额跨境网购为例[J];上海经济研究;2014年09期
5 王林;杨坚争;;跨境电子商务规则需求影响因素实证研究[J];当代经济管理;2014年09期
6 王涛;;跨境网购中海关监管职能的完善与发展[J];海关与经贸研究;2014年02期
7 来有为;王开前;;中国跨境电子商务发展形态、障碍性因素及其下一步[J];改革;2014年05期
8 任志新;李婉香;;中国跨境电子商务助推外贸转型升级的策略探析[J];对外经贸实务;2014年04期
9 鄂立彬;黄永稳;;国际贸易新方式:跨境电子商务的最新研究[J];东北财经大学学报;2014年02期
10 孟祥铭;汤倩慧;;中国跨境贸易电子商务发展现状与对策分析[J];沈阳工业大学学报(社会科学版);2014年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 张帅;伍传敏;;基于移动增强现实的交互式游戏应用研究[J];中国教育信息化;2018年21期
2 张建中;彼得·苏丘;;增强现实正在改变读者阅读报纸的方式[J];青年记者;2018年13期
3 温洪念;刘洋;韩朵朵;;移动增强现实关键技术综述[J];石家庄铁路职业技术学院学报;2017年01期
4 葛水英;刘书曼;徐士彪;张晓鹏;;远距离空间增强现实系统的设计与实现[J];系统仿真学报;2017年07期
5 郑刚;;基于增强现实媒介的新闻叙事创新策略探索[J];新闻传播;2017年15期
6 沈林;;增强现实面临的六大威胁[J];计算机与网络;2017年16期
7 夏少琼;;增强现实儿童立体书[J];美术教育研究;2016年03期
8 杨军;;最新最让人欣喜的消息[J];西部学刊;2015年01期
9 黄鸣奋;;增强现实与位置叙事:移动互联时代的技术、幻术和艺术[J];中国文艺评论;2016年06期
10 杨焕昌;;移动增强现实在高校图书馆的应用现状和前景分析[J];高校图书馆工作;2016年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 王静;;试析基于增强现实的幼儿认知教学环境创设策略[A];2019全国教育教学创新与发展高端论坛论文集(卷二)[C];2019年
2 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
3 王倩;高长城;徐大卫;;基于虚实像结合的增强现实研究[A];图像图形技术研究与应用2009——第四届图像图形技术与应用学术会议论文集[C];2009年
4 吴赛;王潇;;浅谈基于增强现实(AR)技术的智能导览在博物馆中的应用[A];科学艺术 传承创新—科学与艺术融合之路[C];2017年
5 伍宇恒;谢云;舒武静;黄筱旋;;增强现实在飞机通电检查中的应用[A];2018年军工装备技术专刊论文集[C];2018年
6 赵小军;游旭群;石常秀;;基于寻路行为的移动端地图可用性评价:平面与增强现实系统的对照[A];第十九届全国心理学学术会议摘要集[C];2016年
7 张晨琪;牟峰;李雨涵;;基于体感技术和增强现实的新型健身社交平台设计[A];工业设计研究(第六辑)[C];2018年
8 孙国新;奚晨海;;增强现实AR技术及其实现方法初探[A];中国新闻技术工作者联合会2017年学术年会论文集(学术论文篇)[C];2017年
9 赵小军;游旭群;石常秀;;基于增强现实的B2C心理分析:普通网购与增强现实网购的差异比较[A];第十七届全国心理学学术会议论文摘要集[C];2014年
10 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
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 赛迪智库软件产业研究所 王宇霞;增强现实产业爆发式增长及对我国的启示[N];中国计算机报;2018年
2 本报记者 刘昕;AR跨界起飞前景看好[N];国际商报;2017年
3 记者 尹玲玲;抓住创新“牛鼻子” 把握市场新需求[N];南昌日报;2017年
4 赵燕 赛迪智库电子信息产业研究所;2017下一个风口:增强现实[N];通信产业报;2017年
5 魏岳江;“新”做法让两会大餐更美味[N];中国新闻出版广电报;2017年
6 经济日报·中国经济网记者 陈静;AR:虚实交织的“神奇”未来[N];经济日报;2017年
7 本报记者 张欢;苹果:从注资康宁到推进增强现实探索[N];中国信息化周报;2017年
8 Paul Heltzel 《探索新闻》高级制作人 编译 杨勇;开发人员目前应研究的11项技术[N];计算机世界;2017年
9 本报记者 杨清清;苹果或收购眼球追踪设备制造商 巨头抢滩“增强现实”[N];21世纪经济报道;2017年
10 记者 王潇雨;医生开了“透视眼”[N];健康报;2017年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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
2 姚远;增强现实应用技术研究[D];浙江大学;2006年
3 朱杰杰;增强现实中多视图几何问题的研究[D];浙江大学;2007年
4 丰艳;增强现实系统虚实无缝融合相关问题研究[D];上海大学;2007年
5 陆平;移动增强现实中的图像处理关键技术研究及应用[D];东南大学;2015年
6 桂振文;面向移动增强现实的场景识别与跟踪注册技术研究[D];北京理工大学;2014年
7 赵越;实时增强现实中运动目标及场景的跟踪注册关键问题研究[D];东北大学;2015年
8 段利亚;移动增强现实大范围定位与注册关键技术研究[D];华中科技大学;2013年
9 高明柯;基于增强现实的冠心病血管介入手术仿真培训中关键问题研究[D];上海大学;2017年
10 祝清瑞;基于增强现实的动态红外场景仿真系统的设计研究[D];中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所);2017年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 庞列勇;基于Kinect的投影式增强现实装配诱导系统研究[D];青岛理工大学;2018年
2 李轩;基于Android的增强现实博物馆导览系统的设计与实现[D];华中科技大学;2019年
3 孙丹丹;无标识增强现实电子书—“汉字启蒙”的设计与实现[D];东南大学;2018年
4 孙彤;基于增强现实的车辆辅助驾驶可视化的研究[D];东南大学;2018年
5 刘亭利;面向纸基包装印刷的增强现实系统设计研究[D];华南理工大学;2018年
6 彭梦君;融合增强现实与用户体验的科普展品创新设计方法研究[D];贵州大学;2018年
7 赵子昂;增强现实在汽车展示中的设计与实践[D];扬州大学;2018年
8 于越洋;基于增强现实的皮影戏设计及其体验研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
9 慕竞玮;移动增强现实电子书的设计与应用研究[D];天津职业技术师范大学;2018年
10 郭威;基于增强现实的初中科学课程学习活动设计与应用[D];华东师范大学;2018年
中国知网广告投放
 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