發(fā)布時(shí)間：2016-11-13 14:29

  本文關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《東北大學(xué)》 2015年

實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究

趙越  

【摘要】：增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是近年來(lái)計(jì)算機(jī)圖形圖像領(lǐng)域中的一個(gè)研究熱點(diǎn),增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的跟蹤注冊(cè)決定了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)的性能,跟蹤注冊(cè)的精確度直接影響用戶的體驗(yàn)。因此,提高跟蹤注冊(cè)的精確度具有重要的意義。本文分別對(duì)實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤注冊(cè)、模糊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤注冊(cè)、已知場(chǎng)景跟蹤注冊(cè)以及未知場(chǎng)景跟蹤注冊(cè)的關(guān)鍵問(wèn)題進(jìn)行了深入研究,具體研究?jī)?nèi)容如下：(1)研究了運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤注冊(cè)問(wèn)題。首先,本文提出了一種改進(jìn)的FREAK特征描述符方法,該描述符是基于FREAK描述符的取樣模型基礎(chǔ)上考慮了空間結(jié)構(gòu)的描述符。IFREAK描述符中,每一感受野對(duì)存儲(chǔ)多個(gè)位,位數(shù)取決于參數(shù)。位數(shù)的增加獲得了更多的冗余信息,從而增強(qiáng)了辨別力。實(shí)驗(yàn)表明,相比于FREAK描述符的存儲(chǔ)方式,IFREAK描述符提高了特征點(diǎn)匹配的精確度。其次,在IFREAK描述符的基礎(chǔ)上本文提出了一種改進(jìn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)算法。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤注冊(cè)效果令人滿意。(2)研究了模糊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)跟蹤注冊(cè)問(wèn)題。首先,針對(duì)運(yùn)動(dòng)模糊嚴(yán)重時(shí)容易導(dǎo)致目標(biāo)跟蹤失敗的問(wèn)題,本文提出了基于高效二階最小化(ESM)的目標(biāo)跟蹤算法ESM-MB。該算法提出一種運(yùn)動(dòng)模糊模板匹配的圖像構(gòu)造模型,引入ESM算法,假設(shè)快門曝光的時(shí)間已知,用ESM-MB算法跟蹤運(yùn)動(dòng)模板。接著,為適應(yīng)攝像機(jī)不同的快門速度,提出了ESM-MB-ST跟蹤算法,該算法引入攝像頭快門估計(jì)時(shí)間作為參數(shù),自適應(yīng)不同快門速度所引起的不同運(yùn)動(dòng)模糊。其次,為了使注冊(cè)物體的渲染與運(yùn)動(dòng)模糊一致,本文提出了一種三維運(yùn)動(dòng)下渲染模糊虛擬物體的方法。該方法采用與前面所述相同的圖像構(gòu)造模型,通過(guò)混合2D扭曲和3D渲染來(lái)產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)模糊。最后,本文提出了基于ESM-MB-ST的模糊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)算法。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明對(duì)模糊運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的跟蹤注冊(cè)效果令人滿意,本文算法有效。(3)研究了已知場(chǎng)景跟蹤注冊(cè)問(wèn)題。首先,針對(duì)大范圍已知場(chǎng)景增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)存在注冊(cè)效果不佳、速度較慢等問(wèn)題,本文提出了一種嵌入式CCA蕨分類器(EC蕨分類器)以提高特征點(diǎn)匹配精度。該分類器采用有監(jiān)督的降維方法,引入典型相關(guān)分析(CCA),通過(guò)訓(xùn)練確定最佳二元分離參數(shù)。其次,提出了一種基于EC蕨分類器的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)算法。該算法采用離線訓(xùn)練和在線跟蹤兩個(gè)模塊。離線訓(xùn)練模塊對(duì)已知場(chǎng)景建立3D點(diǎn)云,然后提取3D特征點(diǎn)的特征描述符,再建立EC蕨分類器。在線跟蹤模塊對(duì)輸入視頻進(jìn)行預(yù)處理,然后檢測(cè)特征點(diǎn)并提取特征點(diǎn)描述符；接著用已經(jīng)建立的EC蕨分類器對(duì)提取到的描述符進(jìn)行分類,即進(jìn)行2D-3D特征點(diǎn)匹配；進(jìn)一步利用PROSAC算法對(duì)已匹配特征點(diǎn)對(duì)估計(jì)兩圖像的外極幾何關(guān)系,計(jì)算攝像機(jī)位姿及渲染注冊(cè)虛擬物體。實(shí)驗(yàn)表明,本文算法是一種具有更強(qiáng)魯棒性的跟蹤注冊(cè)算法,對(duì)已知場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)效果令人滿意。(4)研究了未知場(chǎng)景跟蹤注冊(cè)問(wèn)題。對(duì)于未知場(chǎng)景基于EKF-SLAM的跟蹤注冊(cè)算法來(lái)說(shuō),由于EKF-SLAM算法存在非線性算法而引起的誤差累積,這導(dǎo)致了算法的估計(jì)結(jié)果不一致的問(wèn)題。針對(duì)這一問(wèn)題,本文提出了一種IEKF-SLAM算法,該算法利用多項(xiàng)式對(duì)EKF-SLAM算法進(jìn)行改進(jìn)。將采集設(shè)備狀態(tài)向量進(jìn)行擴(kuò)展,使用空間角度的正弦和余弦作為采集設(shè)備的位姿到特征位姿間的空間關(guān)系。進(jìn)一步將非線性等式轉(zhuǎn)換成多項(xiàng)式等式。實(shí)驗(yàn)表明,本文提出的IEKF-SLAM算法的一致性優(yōu)于EKF-SLAM算法。在IEKF-SLAM算法基礎(chǔ)上,提出了一種未知場(chǎng)景的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)跟蹤注冊(cè)算法,該算法采用地圖構(gòu)建與更新、跟蹤注冊(cè)兩個(gè)并行的模塊。實(shí)驗(yàn)表明,對(duì)未知場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)效果令人滿意。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：東北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TP391.9
【目錄】：

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【引證文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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【參考文獻(xiàn)】

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2 李晶皎;趙越;王愛(ài)俠;李貞妮;楊丹;;基于改進(jìn)FREAK的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)實(shí)時(shí)注冊(cè)算法[J];小型微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng);2016年01期

3 羅元;付瑜;張毅;;基于FAST角點(diǎn)和仿射改進(jìn)的隨機(jī)蕨叢的單目視覺(jué)實(shí)時(shí)匹配算法[J];機(jī)器人;2014年03期

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7 盧鴻波;孫愿;張志敏;;采用旋轉(zhuǎn)匹配的二進(jìn)制局部描述子[J];中國(guó)圖象圖形學(xué)報(bào);2013年10期

8 梁超;王亮;劉紅云;;基于擴(kuò)展卡爾曼濾波的實(shí)時(shí)視覺(jué)SLAM算法[J];計(jì)算機(jī)工程;2013年08期

9 李海洋;李洪波;林穎;劉賀平;楊東方;;基于Kinect的SLAM方法[J];中南大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2013年S2期

10 劉佳;曹正文;孫德祿;鄧雨晨;;一種改進(jìn)的快速特征點(diǎn)信息匹配算法[J];計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用;2013年10期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 徐遲;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的三維物體注冊(cè)方法及其應(yīng)用研究[D];華中科技大學(xué);2011年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

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【共引文獻(xiàn)】

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3 黎達(dá);史瑞芝;李勝輝;趙旭輝;;基于改進(jìn)隨機(jī)蕨算法的GIS增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用研究[J];測(cè)繪與空間地理信息;2016年03期

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6 白豐;張明路;張小俊;孫凌宇;;局部二進(jìn)制特征描述算法綜述[J];電子測(cè)量與儀器學(xué)報(bào);2016年02期

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中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 趙越;實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];東北大學(xué);2015年

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 李楊;寬幅農(nóng)業(yè)機(jī)械田間作業(yè)姿態(tài)監(jiān)測(cè)方法[D];吉林大學(xué);2016年

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【同被引文獻(xiàn)】

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 夏少瓊;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在兒童出版物中的應(yīng)用與實(shí)現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2013年

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3 張超;面向兒童讀物增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)與研究[D];電子科技大學(xué);2013年

4 許山杉;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)電子書的開(kāi)發(fā)[D];華東師范大學(xué);2011年

5 曹達(dá);手持設(shè)備上的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[D];上海交通大學(xué);2007年

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7 張浩;基于單目視覺(jué)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2005年

【二級(jí)參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

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中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

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【相似文獻(xiàn)】

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4 李丹;黃有群;;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)交互技術(shù)的研究[A];2007北京地區(qū)高校研究生學(xué)術(shù)交流會(huì)通信與信息技術(shù)會(huì)議論文集（上冊(cè)）[C];2008年

5 葛瑩;;基于視頻影像的地理數(shù)據(jù)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)可視化研究[A];中國(guó)地理學(xué)會(huì)百年慶典學(xué)術(shù)論文摘要集[C];2009年

6 葛學(xué)東;;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)一致光照技術(shù)研究[A];第十三屆全國(guó)圖象圖形學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2006年

7 周志穎;鄭思遠(yuǎn);昌明;;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)內(nèi)容管理云平臺(tái)在數(shù)字科技館中的應(yīng)用[A];第十六屆中國(guó)科協(xié)年會(huì)——分16以科學(xué)發(fā)展的新視野，努力創(chuàng)新科技教育內(nèi)容論壇論文集[C];2014年

8 王堅(jiān);;虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的人機(jī)交互技術(shù)[A];計(jì)算機(jī)技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用——第十二屆全國(guó)工程建設(shè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用學(xué)術(shù)會(huì)議演講輯錄[C];2004年

9 王紅;周雅;高宇;閆達(dá)遠(yuǎn);;光學(xué)透視式增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛實(shí)亮度匹配研究[A];中國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)2006年學(xué)術(shù)大會(huì)論文摘要集[C];2006年

10 趙小軍;游旭群;石常秀;甘碩秋;;基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的催眠治療:心理壓力和焦慮[A];心理學(xué)與創(chuàng)新能力提升——第十六屆全國(guó)心理學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文集[C];2013年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 本報(bào)記者 逄丹;[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2010年

2 中國(guó)移動(dòng)研究院業(yè)務(wù)研究所 陳志剛;[N];通信產(chǎn)業(yè)報(bào);2010年

3 本報(bào)記者 鄒大斌;[N];計(jì)算機(jī)世界;2011年

4 ;[N];網(wǎng)絡(luò)世界;2010年

5 ;[N];中國(guó)高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)導(dǎo)報(bào);2002年

6 本報(bào)記者 劉霞;[N];科技日?qǐng)?bào);2011年

7 特約作者 蘇馳;[N];電腦報(bào);2010年

8 華凌;[N];科技日?qǐng)?bào);2012年

9 荊晶;[N];新華每日電訊;2009年

10 陳志鴻;[N];中國(guó)集郵報(bào);2011年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 林一;基于上下文感知的移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器構(gòu)建及優(yōu)化方法研究[D];北京理工大學(xué);2015年

2 趙越;實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究[D];東北大學(xué);2015年

3 陸平;移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的圖像處理關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用[D];東南大學(xué);2015年

4 趙新?tīng)N;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)維修誘導(dǎo)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京航空航天大學(xué);2007年

5 姚遠(yuǎn);增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)應(yīng)用技術(shù)研究[D];浙江大學(xué);2006年

6 董子龍;面向增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的實(shí)時(shí)三維跟蹤[D];浙江大學(xué);2010年

7 馮曉偉;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)工業(yè)培訓(xùn)系統(tǒng)研究[D];華東師范大學(xué);2012年

8 桂振文;面向移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的場(chǎng)景識(shí)別與跟蹤注冊(cè)技術(shù)研究[D];北京理工大學(xué);2014年

9 豐艷;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)虛實(shí)無(wú)縫融合相關(guān)問(wèn)題研究[D];上海大學(xué);2007年

10 田元;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中的虛實(shí)遮擋處理方法研究[D];華中科技大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 徐靈;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)廣告技術(shù)的創(chuàng)新擴(kuò)散研究[D];湖南大學(xué);2012年

2 偰冬慧;基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的手部康復(fù)訓(xùn)練系統(tǒng)的研究[D];南京信息工程大學(xué);2015年

3 夏德芳;移動(dòng)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中位姿計(jì)算與靜態(tài)手勢(shì)識(shí)別交互研究[D];南京理工大學(xué);2015年

4 李潔;基于Android平臺(tái)的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)研究與應(yīng)用[D];河北農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

5 張愷夫;基于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的交通安全公益廣告設(shè)計(jì)及其效果研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

6 康磊;地標(biāo)性建筑的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2015年

7 趙王軍;面向信息物理Web的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)瀏覽器設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2015年

8 彭雪;基于傳感器的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海大學(xué);2015年

9 田遠(yuǎn)霞;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)下多通道交互模型研究與實(shí)現(xiàn)[D];浙江大學(xué);2015年

10 嚴(yán)玉若;增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中視覺(jué)反饋關(guān)鍵技術(shù)研究[D];上海大學(xué);2015年

  本文關(guān)鍵詞：實(shí)時(shí)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)中運(yùn)動(dòng)目標(biāo)及場(chǎng)景的跟蹤注冊(cè)關(guān)鍵問(wèn)題研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

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本文編號(hào)：173236