论文摘要
增强现实技术是(Augmented Reality,简称AR)是将计算机生成的虚拟图形以三维对齐的方式实时注册于真实世界中,使用户从感官上确信虚拟环境是其真实环境的组成部分。AR在国防、医疗、教育、文化以及娱乐等领域具有广泛的应用前景。随着增强现实技术在各个领域应用不断扩展,对于增强现实系统在速度,准确率,适应性等方面都提出了更高的要求。基于标记识别的增强现实技术是现在被广泛应用在各种场合的增强现实技术。它主要是通过对放置在真实场景中的标记进行识别和跟踪,并以此为基础实现虚拟物体的注册和显示。标记的识别在整个增强现实技术中占有重要的地位,它在很大程度上决定了基于标记识别的增强现实系统的性能。标记识别主要是获取视频图像,分析视频图像,最后在视频图像中提取出标记的位置信息。从帧图像中获得的标记的位置信息最终将用于标记的跟踪和注册。本文的主要任务是通过研究标记识别技术和标记跟踪注册技术,针对复杂光影条件下和标记被部分遮挡条件下标记不能识别的问题,提出新的人工标记及其检测和识别方法,并以此为基础提出和实现新的增强现实系统。论文主要涉及以下几个的工作：1、研究基于边缘检测的标记识别方法。标记识别是标记跟踪和注册的基础,它提供标记跟踪和注册所需的位置信息。论文研究了现行主要的增强现实人工标记,分析其检测和识别方法,并基于此提出了一种使用边缘检测来发现候选区域从而识别标记的方法。实验表明,与目前广泛使用的其他标记识别方法,本方法具有快速准确和抗干扰性强等特点,适用于光影条件较复杂环境下的增强现实应用。2、研究标记的跟踪和注册技术。在完成了标记识别后,需要根据在标记识别阶段获取的位置信息计算出现实场景坐标系和摄像机坐标系之间的转换关系,这就是标记的跟踪和注册。本文采用了常用的基于标记的跟踪和注册方法实现了增强现实系统的跟踪和注册功能。实验结果表明,增强现实系统的跟踪和注册模块能够准确,快速地完成标记的跟踪和注册任务。3、实现新的增强现实系统。增强现实系统将由视频输入模块、标记识别模块、三维注册模块、图像渲染模块和视频输出模块组成。