裝配工具的增強現(xiàn)實虛實遮擋研究.pdf

1、增強現(xiàn)實技術(shù)在真實場景中注冊虛擬信息，給用戶帶來場景中可視化的信息，并提供足夠真實的體驗，即保證注冊信息在真實場景中的幾何一致性，光照一致性和時間一致性。而對于面向裝配引導(dǎo)、設(shè)計或培訓(xùn)的增強現(xiàn)實裝配系統(tǒng)而言，虛擬物體（如零件等）與真實物體（如裝配工具等）需要進(jìn)行頻繁的互動，因此，解決虛實物體兩者之間的幾何一致性問題顯得尤為重要。故本文針對真實裝配工具與虛擬零件之間的幾何一致性虛實遮擋關(guān)系的進(jìn)行研究處理。
　　本文首先通過顏色分割算

2、法與基于Hu矩陣的識別算法對裝配工具進(jìn)行實時的提取與識別，然后利用Camshift算法對分割出來的裝配工具進(jìn)行跟蹤，最后利用虛擬替身的單應(yīng)性注冊實現(xiàn)虛實遮擋的正確處理。為驗證方法的有效性，開發(fā)了一個與虛擬發(fā)動機虛實遮擋的原型系統(tǒng)。本文具體的主要研究工作如下:
　　(1)通過張正友平面標(biāo)定法進(jìn)行攝像機標(biāo)定，建立系統(tǒng)攝像機正確模型，獲取攝像機內(nèi)參屬性，為三維注冊提供離線數(shù)據(jù)。然后利用工具材質(zhì)屬性，考慮光照、陰影和局部反光等影響，選取常

3、用顏色空間中針對于環(huán)境變化魯棒性較好的通道進(jìn)行顏色分割，并使用梯度信息進(jìn)行邊緣修復(fù)。
　　(2)根據(jù)對象輪廓，使用Hu矩進(jìn)行裝配工具類型識別，為虛擬替身類型的選取提供依據(jù)。再將顏色分割和Camshift算法結(jié)合進(jìn)行自動區(qū)域跟蹤，減小圖像處理區(qū)域，提高系統(tǒng)的實時性。最后為實現(xiàn)基于平面的虛擬替身三維注冊，利用裝配工具的形狀特性，獲取其穩(wěn)定的幾何特征點。
　　(3)利用攝像機模型和真實物體上的幾何特征點信息，使用空間平面和圖像平面