基于手机的增强现实-RobotVisionGroup.PDF

基于手机的增强现实 学生：雷 娟 报告内容包括：  1.增强现实的研究意义  2.移动增强现实的研究现状、研究方法  3.现阶段所做工作及下一阶段研究计划  1. 什么是AR？  增强现实（Augmented Reality）是将现实世界和计 算机生成的信息融合在一起的技术，这些信息可以 是图像，文字和三维模型等等。  2.AR系统框架  增强现实的三个特性： （1）虚实结合 （2）实时交互 （3）显示设备位姿确定(registration)  移动增强现实关键技术： 移动增强现实系统应实时跟踪手机在真实场景中的 位置及姿态，并根据这些信息计算出虚拟物体在摄像机 中的坐标，实现虚拟物体画面与真实场景画面精准匹配， 即registration （即手机的空间位置和姿态）的性能是 增强现实的关键。  应用前景： 校园、博物馆导游，购物指南，工程设计和室内的 装修设计等等。  移动增强现实（Mobile Augmented Reality ，简称 MAR）目标是将增强现实技术有效地应用于移动设备 终端，拓展增强现实技术的应用领域。  移动增强现实（MAR）的性能指标：  （1）跟踪目标位置的正确性  （2）响应时间  （3）鲁棒性  （4）跟踪范围等 2、研究现状  移动增强现实（MAR）研究主要是两类方法：  1.基于硬件传感器的方法 常见的有磁场、声学、光学、惯性等四类传感 器跟踪技术。  2.基于视觉的方法 2.1 基于marker的方法 2.2 基于自然特征的方法 一.基于传感器的增强现实方法  以惯性传感器（电子指南针）跟踪为例： 采用这种方式的增强现实应用，手机是最为合适的 实现平台。因为实现简单，目前智能手机上GPS、摄像头 和指南针的搭配已经可以初步实现增强现实——将镜头 对准餐馆，关于这个餐馆的评价会浮现在画面之上，例 如: Layer 、 Wiketude等。 但是存在GPS精度问题，电子指南针易受周边设备 (铁磁器等)的影响，无线互联网的传输速率等的限制， 目前还没有产生稳定的实际应用。  必须装置: 摄像头、显示屏、GPS、电子指南针 原理: 1）通过GPS取得纬度、经度和高度信息，通过电子指南针取 得面向的方向，确定MAR有哪些信誉好的足球投注网站的范围； 2）指定有哪些信誉好的足球投注网站内容，发送有哪些信誉好的足球投注网站范围的数据； 3）通过无线互联，将从网络获取的信息叠加在显示屏上。 在手机上实现GPS + Sensor方式的原理图 二.基于视觉的增强现实方法  原理 基于视觉的跟踪技术不需要额外的硬件设备， 通过在视频图像对检测到的特征进行分析，得到空 间点和图像点的对应关系，计算相机的位置和姿态。  分为两大类方法： 基于标记的增强现实 基于自然特征的增强现实 基于人工标记的方法： 在真实场景中放置标识作为跟踪基准，通过对含 有标识的图像进行处理，得到空间点与图像点之间的 对应关系，计算相机位姿，实现相机跟踪。 读取视频，进行边缘 检测，检测得到四边 形，内部区域进行归 一化，从标识数据库 中进行检索，获取标 识的空间信息。 基于人工标记的方法目前应用比较多的是采用ARtoolkit工具包，计算位姿 的方法有多种，其中文献[1]中采用的方法与张