论文摘要
增强现实技术旨将计算机产生的虚拟图像,实时地叠加到真实环境中,使人眼观察到虚实融合的场景,从而实现对真实环境信息的增强。光学透射式平视显示系统将虚拟图像直接投射到人眼视线前方,能够保证清晰的视点与背景,是目前增强现实中主要的实现形式之一,其关键技术的发展备受关注。目前,在光学透射式平视显示系统的关键技术中,仍然存在系统标定精度不够高、三维跟踪注册精度较低或不稳定等问题,且场景信息的提取对相机姿态求解的结果也有所影响。本文围绕上述几个技术难点,研究光学透射式平视显示系统中的系统标定、场景信息提取、三维跟踪注册等关键技术,解决目前存在的问题。本文的主要贡献如下:1、针对光学透射式平视显示系统中的标定问题,提出一种结合光学显示图像畸变与相机成像畸变校正的标定方法。首先通过分析系统中各组成部分之间的关系,定义不同的坐标系。由于在标定时相机与光学显示系统会带来一定程度上的虚拟图像畸变,因此在建立系统的标定模型时,将相机与光学显示部分的畸变考虑进去,并进行校正。利用非线性回归估计方法对模型求解,计算出系统标定参数,提高了光学透射式平视显示系统的标定精度。2、提出一种基于特征点云匹配的三维跟踪注册方法。算法将相机的姿态估计问题转化为点云的匹配问题,将获取的二维图像信息转换为三维点云,在点云间直接建立相机的姿态估计模型,得到姿态变换矩阵。这样不仅提高了算法的计算速度,也保证了三维跟踪注册算法的精度。3、传感器在获取图像时,若特征点无法被有效地保留,导致特征数量较少,则直接影响三维跟踪注册的结果。为了解决这一问题,采用语义分割的方式获取场景中的内容,语义分割能够使三维跟踪注册更加稳定,提高三维跟踪注册的精度。因此,设计一种基于改进的单发多框检测器深度卷积神经网络,无需事先提取特征,而是采用学习的方法对网络进行训练。网络前端采用VGG-16网络对图像特征图进行上采样,然后逐层恢复特征图的大小,在得到场景中目标分类结果的同时,获取不同目标的像素分类结果,即场景的语义内容信息。4、为了使三维跟踪算法能够适应具有一定结构复杂度的场景,结合场景的语义分割结果,提出一种基于多目标约束的三维跟踪注册算法。算法利用所提取的不同目标的像素分类结果,将目标的二维图像转换为三维语义目标点云,并根据语义点云间的多目标约束,建立姿态估计模型,得到注册矩阵。在一般场景下,为了使三维跟踪算法更加稳定,提出一种基于灰度-几何约束的三维跟踪注册方法,融合图像帧之间的灰度信息与几何信息,将灰度约束与几何约束同时建模,在保证算法精度的同时提高了算法的稳定性。最后,搭建了应用于辅助驾驶的光学透射式平视显示原型系统。通过分析驾驶环境,设计光学显示系统,结合所提算法,实现对道路信息的增强。实验验证了系统的实时性、稳定性以及安全性,从而提高了驾驶安全。
论文目录
文章来源
类型: 博士论文
作者: 安喆
导师: 杨进华
关键词: 光学透射式,平视显示系统标定,语义分割,三维跟踪注册
来源: 长春理工大学
年度: 2019
分类: 基础科学,工程科技Ⅱ辑
专业: 物理学,仪器仪表工业
单位: 长春理工大学
基金: 省科技厅重点科技攻关项目,基于汽车挡风玻璃的智能平视投影显示器,项目号:20160204062GX
分类号: TH74;O43
总页数: 142
文件大小: 11608K
下载量: 283
相关论文文献
- [1].一种透射式法拉第旋转器设计[J]. 电子技术与软件工程 2017(05)
- [2].自研透射式能见度测量系统性能分析[J]. 气象科技 2020(02)
- [3].透射式硅基液晶微显示器研制[J]. 光电子技术 2015(04)
- [4].透射式光热透镜技术的原理和应用[J]. 光学仪器 2008(01)
- [5].透射式光学系统计算机辅助装校技术初步研究[J]. 红外与激光工程 2013(09)
- [6].透射式血氧饱和度检测方法研究[J]. 电子测试 2009(12)
- [7].基于介质上电润湿的透射式显示器件[J]. 纳米技术与精密工程 2008(01)
- [8].变光程透射式浊度仪的研究[J]. 电子测量技术 2019(02)
- [9].基于单片机的透射式光电纠偏检测装置的制作[J]. 广东印刷 2013(03)
- [10].透射式全息照相的理论改进[J]. 大学物理实验 2012(05)
- [11].汽车透射式传感器及其演变简史[J]. 中国电子商情(基础电子) 2017(05)
- [12].应用透射式微波水分仪在线检测烟包整体含水率[J]. 科技创新导报 2015(09)
- [13].用于玻璃幕墙的透射式太阳能聚光系统研究[J]. 太阳能学报 2020(01)
- [14].基于GPRS的β射线透射式粉尘监测系统[J]. 科学技术与工程 2012(06)
- [15].透射式阴极X光二极管初步研究[J]. 强激光与粒子束 2016(09)
- [16].X射线单色成像用透射式对数螺线晶体分析器[J]. 光学精密工程 2012(12)
- [17].利用秩和条件数分析透射式超声CT的数据完备性[J]. 声学学报 2012(02)
- [18].基于透射式RSOD的平衡探测型OCT系统[J]. 中国激光 2009(10)
- [19].免跟踪透射式太阳聚光器的设计[J]. 光子学报 2008(11)
- [20].透射式激光烧蚀含能聚合物的羽流实验[J]. 物理实验 2016(03)
- [21].高精度透射式空间光学系统装调误差分析与动态控制[J]. 红外与激光工程 2012(04)
- [22].透紫玻璃与蓝宝石的热压粘结工艺研究[J]. 光电子技术 2010(03)
- [23].光学透射式AR-HUD系统的标定方法研究[J]. 光子学报 2019(04)
- [24].非线性拟合方法用于透射式脉冲红外技术测试碳/碳复合材料的热扩散系数[J]. 物理学报 2017(18)
- [25].透射式探地雷达探测土壤含水率[J]. 农业工程学报 2014(17)
- [26].一步激光直写制作透射式相位光栅[J]. 光电子.激光 2008(10)
- [27].光学透射式汽车抬头显示器系统的虚实注册方法研究[J]. 兵工学报 2018(05)
- [28].基于透射式光电开关的自动换水水缸的设计[J]. 山西电子技术 2015(06)
- [29].浅析透射式触摸技术在博物馆展览中的应用[J]. 博物馆研究 2013(02)
- [30].带来生动的三维立体大画面,代表目前透射式液晶技术的最高水准 Epson(爱普生)EH-TW9500C[J]. 家庭影院技术 2012(03)
标签:光学透射式论文; 平视显示系统标定论文; 语义分割论文; 三维跟踪注册论文;