【正文】 像中已知點的坐標實現三維跟蹤注冊為最為常用的方法。在這方面的研究工作的最終目標是在任意條件下及環(huán)境中均可以獲得準確可靠的跟蹤及注冊。 ? 已有的頭盔顯示器尚不能滿足戶外增強現實系統(tǒng)的要求，顯示的亮度不夠。 ? 解決方案是由遠程服務器進行復雜的計算，從而減輕用戶所必須攜帶的重量。 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)目前進展 希臘多家研究機構和政府部門聯合成立的研究小組正在進行古跡導游 (Archeoguide)項目的開發(fā)，研制可以為游客提供希臘奧林匹亞歷史古跡信息的可穿戴式增強現實系統(tǒng)。 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)應用 開發(fā)工作于室外的增強現實系統(tǒng)將大大的擴展其應用范圍 ，同時可以提供新的 、 更通用的跟蹤方法 。 士兵可以看到敵人的位置 、 戰(zhàn)友 、 類似雷區(qū)等肉眼無法識別的危險區(qū)域等 ， 室外增強現實系統(tǒng)也可以用于團隊協(xié)作 。當所有 4個標志點都被跟蹤到之后，利用投影變換關系可以唯一地確定平移矩陣 T和旋轉矩陣 R。 ????????????????????????????????????????????????c o sc o sc o ss i ns i ns i nc o ss i ns i nc o ss i nc o sc o ss i nc o sc o ss i ns i ns i ns i nc o sc o ss i ns i ns i ns i nc o sc o sc o sR0 1 5 0 3 i n)s i n (3 ?????? ????? r五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 基于混合跟蹤的增強現實系統(tǒng) 包括固定于 V8頭戴式顯示器的磁傳感器和 CCD攝像機， CCD攝像機的輸出通過大恒 DH200圖像 A/D轉換卡被轉換為數字視頻信號，三自由度定姿系統(tǒng)與工作站之間通過 RS232通信。 ???????????????????????????????????????????1100/00/1 98765432100wiwiwizyxiici zyxtrrrtrrrtrrrvdyfudxfvuz?????????????????????????????zwiwiwizwiwiwiywiwiwiizwiwiwizwiwiwixwiwiwiitzryrxrtzryrxrvtzryrxrdyfvtzryrxrtzryrxrutzryrxrdxfu98798706549879870321)()()()(五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 應用于增強現實系統(tǒng) 的混合跟蹤裝置 系統(tǒng)包括 V8頭盔顯示器、 CCD攝像機、地磁姿態(tài)跟蹤系統(tǒng)和計算機等。 ? 本研究報告所提出的三自由度地磁姿態(tài)跟蹤系統(tǒng)和六自由度電磁跟蹤系統(tǒng)器都是由計算機根據系統(tǒng)的采樣值來計算手部的空間位置及姿態(tài)，因此不可避免的要帶來延遲。 。 六、總結 結束語 作為虛擬現實系統(tǒng)和增強現實系統(tǒng)核心技術的跟蹤注冊技術，目前在跟蹤的精度與跟蹤范圍方面尚存在差距，在使用壽命、可靠性、體積、功耗和抗干擾能力方面還有待于進一步提高，在一定程度上限制了虛擬現實和增強現實系統(tǒng)的廣泛應用。 ? 手套式手部跟蹤系統(tǒng)的另一個缺點是配帶手套以及較多的信號線給虛擬交互帶來不便，并在一定程度上影響沉浸感， ? 我們所研制的光纖傳感器手指彎曲測量系統(tǒng)雖然有輕便、靈敏度高、抗干擾能力強的優(yōu)點，但它不能對每一個指關節(jié)的彎曲角度進行準確的跟蹤，只能測量整個手指彎曲的角度的總和，而且它還存在著容易損壞等缺點。 磁 跟蹤器 A/D 轉換器 工作站 標志點 RS232 GeForce 4 圖像卡 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 混合跟蹤算法 當由于環(huán)境光照的影響導致一個或者多個標志點不能被跟蹤到時，所提取到的標志點的數量不足以用來計算被跟蹤物體的位置和姿態(tài)信息。旋轉矩陣元素 r3 的 算值 1o的誤差。 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 增強現實系統(tǒng)需要實現的功能 ? 真實與虛擬場景間的精確注冊 ? 增強場景的一定刷新率圖像的立體顯示 ? 系統(tǒng)的初始標定 ? 注冊和圖像生成的實時性 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 基于視覺的跟蹤注冊算法 在增強現實系統(tǒng)中主要包括三個坐標系間的轉換：世界坐標系、攝像機坐標系和像面坐標系。 一些可穿戴式計算機例如 CMU VuMan系統(tǒng)已經用于戶外車輛維修的應用中 。O r ie nt a ti onTr a c ki ngV is ua li sa ti onN a vi ga ti on Ma na ge rG r a phi c sO ut putA udi oO ut putComm uni c a t i onS ubs ys t e mU se rI nt e r a c ti onLandmark Feature DatabaseS it eI nf or m a ti onI m a ge 3DG e om e t r y D a t a ba seD a t ac ont rolMobile UnitCe nt ra l D a t a ba s e M a na ge rAudio/VideoDatabaseV is it P r of il eD a ta ba se3D Mode l s, P r e r e nde r e d I m a ge sD a t a ba se五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)目前進展 美國 NRL海軍研究試驗室正在開發(fā)戰(zhàn)場用增強現實系統(tǒng) (BARS)，其目的在于為城市戰(zhàn)場環(huán)境中的指揮官和士兵之間傳達三維戰(zhàn)術信息提供一個實用平臺。該套系統(tǒng)采用無源傳感器(包括羅盤及傾斜傳感器 )及差分 GPS。 ? 筆記本電腦均只有一個 CPU， 限制了系統(tǒng)的計算能力，特別是在視覺跟蹤或混合跟蹤的情況下會影響跟蹤系統(tǒng)的性能。 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)與 室內增強現實系統(tǒng)的區(qū)別 ? 對系統(tǒng)硬件的要求不同 ? 工作環(huán)境不同 ? 對顯示器的要求不同 ? 可使用的跟蹤技術不同 ? 可利用的資源不同 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 傳感器技術 ? 全球定位系統(tǒng) (GPS) ? 慣性導航系統(tǒng) ? 主動式 (電磁式、光學式或超聲波式 ) ? 被動光學式 ? 羅盤及傾斜傳感器 五、戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 戶外增強現實系統(tǒng)關鍵技術 頭盔顯示器技術 ? 為了解決光學透視式頭盔虛擬物體無法遮擋真實世界中的物體的問題 ， 解決方案是在光學組合器和真實世界之間加入液晶光閥，可以在選定的像素點上阻礙外部世界的圖像。 ? 構建一套實用的增強現實系統(tǒng)需要做很多測量及標定的準備工作 ，從而限制了增強現實系統(tǒng)的推廣應用。 ? 由于在增強現實系統(tǒng)中需要將虛擬物體與真實世界精確對準，采用單一的跟蹤技術難以獲得滿意的跟蹤效果。 圖 4