移动增强现实跟踪技术及在农业展示中的应用研究

【摘要】增强现实(AugmentedReality,简称AR)是一种将计算机生成的虚拟对象实时地注册到真实环境中的技术,其中跟踪技术是增强现实技术中支撑技术之一。AR技术应用在移动终端上称为移动增强现实技术(MobileAugmentedReality,简称MAR),应用于农业展示中增强了农作物的展示效果、丰富了农作物的展示方式。因此,论文的工作具有重要的理论意义和实践应用价值。当前移动增强现实技术在农业领域中的应用相对较少,大部分应用研究是由虚拟现实(VirtualReality,简称VR)技术与地理信息技术相结合发展起来的。在农业展示领域中,移动增强现实技术应用缺少系统的分析与研究,对农作物的展示中大多局限在农作物的识别上,通过对目标的识别来实现农作物的初步跟踪,然后将虚拟信息与真实对象进行虚实融合,完成农作物的AR展示。目前针对农作物的移动跟踪技术研究较少,跟踪效果也不稳定,这一定程度上阻碍了移动增强现实在农业展示中的应用发展。针对存在的问题,提出一种基于方向传感器的移动跟踪方法实现对农作物稳定、连续的跟踪,并将这种跟踪方法应用到农业展示中。主要工作及内容如下：(1)通过分析增强现实、移动增强现实及跟踪技术在农业展示中的研究现状,在系统地梳理相关理论及技术的基础上,提出面向农作物识别的农业MAR展示系统架构。(2)面向农作物识别的目标移动跟踪实现的关键问题是确定摄像机的姿态,以能使虚拟信息准确地和真实对象进行融合。移动终端位姿的变化会对目标物体在摄像机中的投影造成偏移影响,结合农作物特征识别技术和摄像机跟踪原理,运用方向传感器检测并矫正投影坐标的偏移,从而解决了目标跟踪不稳定的问题。(3)设计面向玉米农田的MAR展示实践和面向玉米果实的MAR跟踪实践,实践评估结果达到了对玉米农田和玉米果实的跟踪和MAR展示的目的,验证了提出的移动跟踪展示技术和面向农作物识别的农业MAR展示体系架构的有效性和可行性。论文的理论价值体现在以下方面：(1)提出并实践验证了的基于方向传感器的移动跟踪解决方案为实现对农作物稳定、连续的跟踪提供理论和技术支持。(2)提出的面向农作物识别的农业MAR展示系统架构为移动增强现实技术在农业展示中的应用奠定理论和方法基础。论文的工作具有重要的实践应用价值,主要体现在以下两方面：(1)提出的移动跟踪技术应用在农业展示中,有利于增强农作物的展示效果,促进旅游农业和农业科普教育的发展,具有明显的社会效益。(2)提出的面向农作物识别的农业MAR展示系统架构除能应用于现代农业展示,也可应用于农作物从幼苗期到成熟期生长过程的跟踪,有助于改进传统农业的管理方式,提高农业管理及生产效率,给农业生产带来好的经济效益。下一步将要进行的工作是考虑目标背景和光照的影响,进一步验证玉米及其它农作物跟踪效果的可行性与稳定性。
【作者】刘明；
【导师】李晓；
【作者基本信息】西南大学，计算机系统结构，2014，硕士
【关键词】移动增强现实；目标跟踪；农业展示；移动终端方向传感器；坐标偏移补偿；

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