【摘 要】
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三维注册技术作为增强现实非常重要的模块之一,对虚实融合的实现和人机交互有着直接且深远的影响。针对基于视觉的增强现实中,虚拟物体需要较为精准的定位到真实世界的有关问题,选取一种精度高、鲁棒性强、实时性好的图像匹配算法对三维注册技术实现虚实融合的场景有着重要的意义。研究内容如下:首先,为了更好运用基于视觉增强现实中的三维注册技术,不仅对其进行了深入的阐述,还在此基础上通过张正友标定法获取了相机的内部参
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三维注册技术作为增强现实非常重要的模块之一,对虚实融合的实现和人机交互有着直接且深远的影响。针对基于视觉的增强现实中,虚拟物体需要较为精准的定位到真实世界的有关问题,选取一种精度高、鲁棒性强、实时性好的图像匹配算法对三维注册技术实现虚实融合的场景有着重要的意义。研究内容如下:首先,为了更好运用基于视觉增强现实中的三维注册技术,不仅对其进行了深入的阐述,还在此基础上通过张正友标定法获取了相机的内部参数,从而建立了真实世界与相机图像之间的映射关系。其次,对自然特征中的特征检测与匹配算法做出了改进。一方面在旋转不大的环境下,针对ORB（oriented FAST and rotated BRIEF）算法检测的特征点,用LK（Lucas-Kanade）光流进行跟踪以提高特征点的稳定性,之后对跟踪的特征点进行描述、匹配与筛选。经实验表明,在模糊、光照及JPEG压缩的环境下特征点的平均重复率达到了90.25%,进而减少了匹配和筛选的时间,且匹配的平均精确度达到了90.9%;另一方面在oriented FAST特征检测的基础上,提出了一种融合的ORB-BEBLID描述符,即ORB的前128位描述符和BEBLID（Boosted Efficient Binary Local Image Descriptor）的128位描述符通过级联的方式来改善rotated BRIEF后128位描述子相关性较大的问题。经实验验证,在没有任何预处理的前提下,ORB-BEBLID融合描述符在复杂的环境下有较强的适应力,平均匹配精度为69.48%,可以缓解ORB特征点之间的误匹配及不匹配问题。最后,利用oriented FAST特征检测和ORB-BEBLID描述符在复杂的环境下实现了三维注册,并借助Unity 3D平台在手机端实现了BIM-AR模型的识别。图48幅;表3个;参52篇。
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