收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

基于传感器的增强现实关键技术研究

彭雪  
【摘要】:随着计算机技术的快速发展,增强现实(Augmented Reality,AR)技术得到了越来越多的应用。增强现实顾名思义是将计算机生成的虚拟物体、场景或者相关提示信息叠加到现实世界之中,从而实现对现实环境的“增强”。它能够将真实场景同虚拟物体加以融合,实现虚实空间的一致性结合以及实时交互,其关键技术主要包括:跟踪注册技术、虚实交互技术和虚实融合技术等。本文以提高增强现实系统的用户交互体验为目的,重点研究了基于磁跟踪和Kinect的混合跟踪技术、基于深度信息的虚实融合技术和基于手势识别的人机交互技术。本文的主要工作以及创新点如下:提出了一种基于模糊逻辑的自适应卡尔曼滤波混合跟踪算法。在传统增强现实系统的跟踪注册中存在跟踪注册不精确和不稳定的问题,本文针对这个问题,提出了将磁感应跟踪系统和Kinect跟踪相结合的方式对物体进行跟踪注册,同时通过使用跟踪质量函数对实时跟踪误差估计进行矫正的算法,进一步提高了物体跟踪注册的精确性与稳定性。实验表明,该算法能有效地对多传感器数据进行融合,通过自适应地改变噪声方差,并和跟踪质量函数共同改变多传感器融合数据的权值,在保证稳定性的同时,能准确地对物体进行实时跟踪。提出了一种基于Kinect深度信息和颜色信息融合的虚实遮挡边缘提取算法。基于深度信息的虚实遮挡方法难以在实时的条件下获得足够稠密的深度图,导致在深度图中提取的遮挡边缘精度不高。本文针对这个问题,提出了基于深度信息和颜色信息融合的虚实遮挡高精度边缘提取算法。首先,在Kinect的深度图中提取出一个相对粗糙的遮挡边缘;其次,对深度图像和RGB图像进行配准,使深度信息对应到RGB平面图像上;最后,结合粗遮挡边缘和轮廓信息,利用RGB直方图统计过滤的手段,获得高精度的遮挡边缘。实验表明,通过该算法能有效地提高虚实遮挡边缘提取精度,给予用户更好的视觉感受。实现了一种基于磁感应和Kinect设备混合的手势识别交互系统。传统的增强现实人机交互技术通常使用磁感应跟踪或Kinect单一的设备去完成交互,但是单独的磁感应设备无法完成手势的静态识别,需要借助于数据手套等繁琐复杂的设备;而使用Kinect则需要完成复杂的帧计算和空间信息转换才能完成动态手势识别且缺乏足够的精确性。本文针对以上问题,提出了磁感应设备和Kinect设备混合识别的方式来进行交互,具体使用隐马尔可夫模型利用磁感应坐标去完成动态手势识别,用Kinect完成静态手势识别从而达到了更好的实时性和识别准确率。通过磁感应和Kinect混合识别的优越性实现了较好的真实沉浸感与精确的手部操作识别系统。本文围绕磁感应跟踪设备和Kinect体感设备进行了基于磁感应和Kinect的混合跟踪技术、基于深度信息的虚实融合技术和基于手势识别的人机交互技术研究。一系列相关实验表明了本文所提方法的有效性与创新性。并且,通过将磁感应和Kinect混合使用引入到增强现实技术当中,可以有效地扩展增强现实跟踪注册的鲁棒性和准确性,从而能极大地促进AR技术的发展。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 赵东阳;陈一民;李启明;刘燕;黄晨;徐升;周明珠;;一种基于亮度和深度信息的实时景深渲染算法[J];系统仿真学报;2012年08期
2 华旭奋;孙俊;;基于深度信息的手势识别算法研究[J];传感器与微系统;2017年12期
3 史晓刚;;增强现实自然手势识别技术的应用[J];电子技术与软件工程;2018年04期
4 黄晓林;董洪伟;;基于深度信息的实时手势识别和虚拟书写系统[J];计算机工程与应用;2015年15期
5 朱石明;;3D立体扫描演示装置[J];中国科技教育;2017年08期
6 王惠明;董文辉;宁金辉;张乾;陈积文;;“二维+深度信息”的立体电视应用[J];广播与电视技术;2009年10期
7 冯兴炼;关于开发深度信息的几点思考[J];办公室业务;2004年02期
8 高宇;邓宝松;杨冰;宋汉辰;吴玲达;;基于增强现实的虚拟实景空间的研究与实现[J];小型微型计算机系统;2006年01期
9 陈茁新;陈伟;;高校图书馆深度信息服务工作研究[J];兰台世界;2013年02期
10 林川;郝卫东;林承德;;多目标背景下双目视觉深度信息优化研究及其实现[J];计算机系统应用;2012年09期
11 郭训力;俞扬;;一种基于肤色和深度的第一人称人手识别方法[J];计算机工程与应用;2014年12期
12 蔚艳,杨振华,王成道;多方法相融合的复杂物体深度信息的恢复[J];中国图象图形学报;1999年04期
13 王新成,朱维乐,顾德仁;平行多视点算法实时求取深度信息[J];系统工程与电子技术;1996年02期
14 徐维鹏;王涌天;刘越;翁冬冬;;增强现实中的虚实遮挡处理综述[J];计算机辅助设计与图形学学报;2013年11期
15 刘鹏;刘峰;;融合脸部红外信息与深度信息的驾驶员路怒表情识别方法[J];软件导刊;2017年10期
16 安东;;广东药学院图书馆深度信息服务改革探微[J];图书馆学刊;2006年03期
17 王新成,朱维乐,顾德仁;平行多视点算法求取深度信息[J];电子科技大学学报;1995年02期
18 李久;魏国亮;;融合深度信息的自适应尺度目标跟踪[J];农业装备与车辆工程;2018年05期
19 何梦莹;方向忠;李伟;卢盼峰;;基于深度信息的室内人数统计研究[J];信息技术;2016年10期
20 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
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 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
2 葛水英;刘书曼;;带你走进神奇的AR世界[A];2014年科学与艺术研讨会——主题:“科学与艺术·融合发展服务社会”论文集[C];2014年
3 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
4 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
5 柴秀娟;唐毅力;山世光;陈熙霖;马丙鹏;;融合图像和深度信息的手势跟踪及应用[A];第七届和谐人机环境联合学术会议(HHME2011)论文集【oral】[C];2011年
6 杨斌;叶榛;王家廞;;虚拟环境中立体视觉的技术与应用[A];1998年中国智能自动化学术会议论文集(下册)[C];1998年
7 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
8 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
9 刘伟锋;张卓;王延江;;基于光线衰减的深度获取方法[A];中国自动化学会控制理论专业委员会B卷[C];2011年
10 祝远新;徐光佑;黄浴;林学;俞志和;;一个基于表观的孤立手势识别系统[A];中国图象图形科学技术新进展——第九届全国图象图形科技大会论文集[C];1998年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 曲成璋;基于深度信息的不同复杂度行为的识别研究[D];武汉大学;2015年
2 马利;计算机视觉中深度信息估计算法的研究[D];东北大学;2015年
3 曾琼;面向感知的单幅图像分层深度信息计算[D];山东大学;2015年
4 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
5 姚远;增强现实应用技术研究[D];浙江大学;2006年
6 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
7 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
8 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
9 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
10 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
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 彭雪;基于传感器的增强现实关键技术研究[D];上海大学;2015年
2 罗增波;增强现实中基于深度融合的徒手交互方法研究[D];浙江大学;2016年
3 刘自强;增强现实中深度一致性问题的研究[D];沈阳工业大学;2017年
4 陈亮;桌面增强现实环境下的虚实融合和三维交互技术研究[D];北京邮电大学;2011年
5 薛敏;基于深度信息的动态人体视觉识别与跟踪方法[D];湖南大学;2017年
6 马彦珍;基于深度信息的三维重建图像处理技术研究[D];中北大学;2018年
7 林子彧;多模深度学习目标检测及其应用[D];电子科技大学;2018年
8 王杨;基于深度信息的核相关性滤波跟踪算法研究[D];华中科技大学;2016年
9 刘文评;基于深度信息的行为表示与识别[D];中国民航大学;2017年
10 秦勇旭;基于深度一致性的虚实融合技术研究[D];沈阳工业大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 林美炳 编译;光场相机3D捕获梦想照进现实[N];中国电子报;2017年
2 心月;数据生活值得期待[N];经济日报;2017年
3 特约作者 苏驰;真亦假时假亦真[N];电脑报;2010年
4 本报记者 杨卓卿;掌握深度信息是制胜法宝[N];华夏时报;2010年
5 申超 吴洋 文苏丽 庞娟;增强现实:现在与未来[N];中国航天报;2016年
6 本报记者 郭伟;增强现实:重新发现世界[N];河北日报;2016年
7 ;移动增强现实:是炒作还是下一件大事?[N];网络世界;2010年
8 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
9 本报记者 刘昕;AR跨界起飞前景看好[N];国际商报;2017年
10 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
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978