采用视觉注册的户外增强现实技术的研究

黄有群， 李志鹏， 胡超博

（沈阳工业大学信息科学与工程学院，辽宁 沈阳 110178）

增强现实技术是随着虚拟现实技术迅速发展和实际需要而出现的一种新技术。与虚拟现实技术所要达到的完全沉浸的效果不同，增强现实技术是在真实世界的基础上，借助光电显示技术、交互技术、计算机图形技术和可视化技术产生现实环境中不存在的虚拟对象，并将其“放置”在指定的空间位置，呈现给用户一种虚实融合的视觉效果[1]。这增强了用户对现实世界的感知能力和与现实世界的交互能力[2]。由于在军事、医学、设计、展览、娱乐等领域的良好应用前景, 增强现实技术的研究正受到越来越广泛的重视[3]。

增强现实系统中一般都包含以下4个基本步骤[3]：① 获取真实场景信息；② 对真实场景和相机位置信息进行分析；③ 生成虚拟景物；④虚实融合显示。即系统首先获得真实环境的图像信息，然后根据不同的注册系统获取相机的位置信息和虚拟物体所要“放置”的位置信息，再根据相机与虚拟物体的相对位置关系进行渲染，最后通过融合显示将虚实合成的增强图像提供给用户。

近年来，国内增强现实技术的研究已经取得了很大的发展。2005年武汉大学常勇等设计完成了“地下管网增强现实系统”[4]；2006年，华中科技大学熊金猛、易俊等完成了“基于增强现实的车间布局仿真系统”[5]和“海底冒险室内增强现实系统”[6]。这些系统都是基于ARToolkit开源二次开发包的[7]，都是采用ARToolkit的标记识别方法来完成注册的。……