本文關(guān)鍵詞：移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)裝配系統(tǒng)的虛實(shí)場景融合研究　出處：《廣東工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：移動增強(qiáng)裝配(Mobile Augmented Reality Assembly, MARA)是指將移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于工業(yè)裝配領(lǐng)域,旨在降低設(shè)計(jì)成本、提高生產(chǎn)效率。虛實(shí)融合即指將計(jì)算機(jī)渲染的虛擬場景與用戶所處的真實(shí)環(huán)境進(jìn)行疊加,是增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)關(guān)鍵技術(shù)之一。評價(jià)虛實(shí)融合效果的主要標(biāo)準(zhǔn)有是否具有光照一致性和幾何一致性,本文主要關(guān)注幾何一致性對虛實(shí)融合效果的影響,幾何一致性主要考慮虛實(shí)遮擋。虛實(shí)遮擋是指根據(jù)虛擬場景與真實(shí)場景的正確空間位置關(guān)系,呈現(xiàn)出遮擋與被遮擋的效果,主要是實(shí)現(xiàn)真實(shí)場景對虛擬場景的遮擋。通過虛實(shí)遮擋處理可以使得融合場景更具有真實(shí)感,從而改善用戶體驗(yàn)。目前針對虛實(shí)遮擋的處理方法通常有基于模型、基于深度及基于圖像分析。本文著重研究在A ndroid系統(tǒng)下通過基于模型的方法實(shí)現(xiàn)虛實(shí)遮擋處理。首先,實(shí)現(xiàn)了基于自然特征點(diǎn)的場景識別及模型注冊。對攝像機(jī)完成標(biāo)定以獲取內(nèi)部參數(shù)矩陣；通過對三維場景進(jìn)行特征點(diǎn)提取和訓(xùn)練完成三維場景識別,針對匹配中的錯(cuò)誤匹配對進(jìn)行優(yōu)化處理；對三個(gè)體積規(guī)格、結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度及表面材質(zhì)不同的目標(biāo)物進(jìn)行虛擬模型注冊并對注冊效果進(jìn)行穩(wěn)定性及魯棒性實(shí)驗(yàn)。其次,完成了虛擬模型在移動端的渲染顯示。研究OBJ模型數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),并實(shí)現(xiàn)在移動端的應(yīng)用層解析；研究OpenGL ES的管線渲染原理及OpenGL ES渲染成像的坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換；實(shí)現(xiàn)基于OpenGL ES的三維模型光照模型管理,使模型更具有立體感。然后,研究并實(shí)現(xiàn)了虛實(shí)遮擋處理。針對傳統(tǒng)虛實(shí)融合時(shí)虛擬場景總是渲染在最頂端以遮擋真實(shí)場景的問題設(shè)計(jì)具有虛實(shí)遮擋的融合流程；對系統(tǒng)應(yīng)用圖層設(shè)計(jì),針對場景類型的不同進(jìn)行分層顯示,實(shí)現(xiàn)了對二維虛擬輔助信息的疊加和三維虛擬模型的高效渲染；借助OpenGL ES渲染引擎獲取虛擬場景的深度圖,通過“虛擬替身”獲取真實(shí)場景深度圖；通過基于模型的方法進(jìn)行遮擋處理,實(shí)現(xiàn)了三個(gè)目標(biāo)識別物對虛擬模型的遮擋,最終獲取具有正確幾何關(guān)系的融合場景。最后,構(gòu)建一個(gè)完整的移動增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)引導(dǎo)裝配系統(tǒng),并運(yùn)行實(shí)例。研究了Android系統(tǒng)架構(gòu),并設(shè)計(jì)了系統(tǒng)整體架構(gòu)；對整體架構(gòu)進(jìn)行功能模塊設(shè)計(jì)與劃分；分析研究了系統(tǒng)軟硬件要求及實(shí)例運(yùn)行環(huán)境；進(jìn)行增強(qiáng)引導(dǎo)裝配系統(tǒng)的實(shí)例運(yùn)行,并在引導(dǎo)裝配的過程中實(shí)現(xiàn)虛實(shí)遮擋的處理,以獲取更加逼真的融合效果。
【學(xué)位授予單位】：廣東工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP391.9

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