题目：移动增强现实系统中的虚实融合技术研究

随着网络通信技术的迅速普及与发展，分布式虚拟环境被越来越广泛的应用于大规模军事仿真、军事演练与户外导航等领域，增强现实技术也得到了普遍应用。通过将虚拟环境或者虚拟对象与真实场景进行融合（虚实融合），增强现实技术使用户对虚拟环境产生更为逼真的沉浸感，使用户之间的协同与交互更加便利。 应用增强现实技术的分布式虚拟环境一般以指定的真实场景为基础，场景中存在若干使用移动设备的用户。这类用户在场景中漫游并观察环境中提供的虚拟信息，这些虚拟信息对真实环境进行解释和增强。由于移动设备的绘制能力、存储能力与计算能力都很有限，因此，如何在移动设备上实现准确而高效的虚实融合效果是目前增强现实技术领域的研究热点与难点。 本文以国家863计划课题“支持移动终端的多人协同虚拟环境及开发工具的研究”为背景，重点研究如何在移动设备上通过增强现实技术实现虚实融合效果。本论文的具体研究内容包括以下几个方面： (1) 基于自然特征追踪的实时三维注册技术： 本文给出了一种运用移动匹配策略的实时三维注册算法，该算法通过帧间单应性关系简化计算，并使用KLT算法实时检测和追踪场景中的自然特征点，然后利用RANSAC算法鲁棒性地计算帧间单应性矩阵并完成实时三维注册。为了克服KLT算法的局限性，我们对KLT算法提出了两点改进。 (2) 基于立体视觉深度恢复的虚实遮挡技术 本文给出了一种基于规范化极线约束配置的深度恢复算法来实现虚实遮挡。该算法首先对相机进行立体标定，求出相机之间的位置关系与基础矩阵，然后利用立体标定的结果对两相机进行图像校正。接着通过立体匹配计算稠密视差图。最后根据视差图利用三角测量法得到深度图并完成深度恢复，进而实现虚实遮挡。为了提高立体匹配的效率，我们采用了基于绝对误差和窗口的块匹配算法。 (3) 虚实融合原型系统的设计与实现 设计并实现一个虚实融合原型系统，并将该系统与课题中的其他工具进行集成。