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1、第11卷第8期中国图象图形学报Vol.11,No.82006年8月JournalofImageandGraphicsAug.,2006光学透视式头盔显示器标定的退化影响顾光珍周雅李玉刘越王涌天(北京理工大学信息科学技术学院光电工程系,北京100081)摘要为了成功地应用增强现实,需要有观察仪器的准确投影信息,这就要求对所使用的光学透视式头盔显示器进行标定。针对实验室的光学透视式增强现实系统的组成特点,选定了虚拟摄像机(头盔显示器与人眼的结合)的标定算法。根据对投影矩阵的退化点结构的影响,改进了选取标定的对应点个数和
2、用户头部的运动轨迹。实验结果表明,标定效果明显改善了,成功率也有明显提高。关键词增强现实光学透视式头盔显示器显示器标定退化点结构中图法分类号:TP391.4文献标识码:A文章编号:100628961(2006)0821171204OnDegeneracyofOpticalSee2ThroughHMDCalibrationGUGuang2zhen,ZHOUYa,LIYu,LIUYue,WANGYong2tian(DepartmentofOpto2electronicEngineering,ScientificandT
3、echnologicalInformationResearchGroup,BeijingInstituteofTechnology,Beijing100081)AbstractForasuccessfulaugmentedrealityapplication,preciseprojectioninformationoftheviewingdeviceisrequired,whichhastocalibratetheopticalsee2throughhead2mounteddisplayinuse.Basedono
4、ursystem,thispaperselectsthecalibrationalgorithmofthevirtualcamerawhichmodelsthecombinationofHMDanduser’seye.Accordingtotheinfluenceofdegeneratepointconfigurationsofprojectionmatrix,thenumberofcalibrationcorrespondencesandthetrackofuser’sheadareimproved.Experi
5、mentsrevealthatthecalibrationeffectismeliorateddistinctlyandthesuccessrateisincreasedgreatly.Keywordsaugmentedreality,opticalsee2throughHMD,displaycalibration,degeneratepointconfigurations和视频透视式HMD。使用光学透视式HMD,用户1引言可直接看到周围的真实环境,还可看到计算机产生的增强图像或信息。由于能直接分析合成图像,使增强
6、现实(简称AR)是一种以计算机产生的附用视频式HMD的增强现实系统相对容易标定(只[1]加信息来增强用户视野中的真实世界的技术。需要标定摄像机)。而光学式HMD由于来自真实典型的AR系统使用透视式头盔显示器(see2through场景的图像直接成像于用户视网膜之上,因此光学head2mounteddisplay,HMD)在用户的视野里合成真HMD的标定需要用户在线标定,这种人机交互过实环境和虚拟物体。程是高度依赖于用户的,所以光学式HMD的标定显示器标定指的是显示在HMD中的虚拟图像是阻碍其实际应用的技术难点。和真
7、实世界的对准。它的目的是预测虚拟物体显示光学透视式HMD的标定是增强现实的一个重在HMD上的投影变换,从而使虚拟物体能显示在要研究领域。Tuceryan和Navab描述了一种光学[2]HMD的正确位置上,保证在真实空间的正确注册。HMD的标定法———单点活动排列法(SPAAM)。AR中有两种最重要的HMD:光学透视式HMDHua等人提出了一种快速简单的头盔投影显示器基金项目:国家自然科学基金项目(60373058,60475008);国家基础研究发展计划(973计划)(2002CB312104)收稿日期:20052
8、07211;改回日期:2005209220第一作者简介:顾光珍(1981～),女。北京理工大学信息科学技术学院光学工程专业硕士研究生。研究方向为增强现实与计算机视觉。E2mail:guguangzhen@bit.edu.cn1172中国图象图形学报第11卷[3](HMPD)的脱机标定方法。Tang等人进行了4视式头盔显示器与人眼的结合定义成虚拟摄像机,种不同
