移动增强现实技术的应用研究

增强现实(Augmented Reality-AR),又称混合现实,是将虚拟物体与真实环境进行融合的一种技术,具有虚实结合、实时交互、三维注册的特点。增强现实的应用目前还处于萌发阶段,主要应用于一些专业领域,在手机、平板电脑等手持设备上也发布了一些面向公众的增强现实应用软件。随着手持设备的发展,其处理能力和续航能力不断提高,“无处不在的计算”概念越来越多地体现在实际应用中,在手持设备上的增强现实技术应用,即移动增强现实技术,其价值和市场将是巨大的。本文研究的目标是,通过对当今移动增强现实技术应用的研究,根据手持设备的性能,针对地理位置服务应用领域,提出基于传感器增强现实技术的应用解决方案。 本文首先对当今移动增强现实的应用类型进行介绍,概述当今移动增强现实技术的发展状况。其次对基于机器视觉的增强现实技术进行研究,主要利用图像识别和摄像机姿态定位来计算目标物体从真实环境到摄像机图像平面的坐标变换,从而来定位虚拟物体的渲染位置。然后提出两种基于传感器的增强现实方法,主要应用于地理位置服务,一种是利用传感器计算任意目标物体在摄像机图像平面的投影坐标来定位虚拟物体的渲染位置,另一种是利用传感器将三维虚拟路径叠加在摄像机图像平面中的真实道路上。最后,从用户交互设计到系统实现,详细阐述基于传感器增强现实技术的地理位置服务应用系统。该系统运行于Android操作系统手持设备上,由用户层、封装层、功能层和网络层组成。 论文中所描述的两种基于传感器的增强现实方法由作者独立设计和实现,其实验效果很好地满足了地理位置服务应用需求。作为发明人,有增强现实应用中的三维注册方法和一种基于真实景象的导航方法两项专利正在申请中,这也是该论文的创新成果。