光学透视头盔显示器标定技术①-计算机系统应用.PDF

计 算 机 系 统 应 用 2013 年 第 22 卷 第 7 期 光学透视头盔显示器标定技术① 李海龙, 刘玉庆, 朱秀庆 ( 中国航天员科研训练中心 人因工程重点实验室, 北京 100094) 摘 要: 光学透视头盔显示器(OSTHMD)标定是增强现实技术研究中一个具有挑战性的关键技术问题. 研究了 OSTHMD 标定的几种常见技术及其优缺点, 详细论述了当前最常用的OSTHMD 标定法: SPAAM 法, 同时提出了 一种基于图像的快速标定 OSTHMD 的方法, 从算法复杂度方面对两种标定法进行了对比, 并采用用户自行评估 法进行评估, 认为基于图像的快速标定 OSTHMD 的方法更为快速精准. 关键词: 光学透视头盔显示器; 标定; 增强现实; ARTag Optical See-Through HMD Calibration LI Hai-Long, LIU Yu-Qing, ZHU Xiu-Qing (National Key laboratory of Human Factors Engineering, China Astronaut Research and Training Center, Beijing 100094, China) Abstract: Calibration of optical see-through head-mounted displays(OSTHMD)is a key issue in augmented reality domain. In the paper, several common technologies about calibration of OSTHMD are researched; their advantages and disadvantages, discussed in detail the current most commonly used OSTHMD calibration method: SPAAM, and raise a fast method about calibration of OSTHMD based on image, compared the two calibration method from algorithm complexity, with user self-assessment method, the fast method about calibration of OSTHMD based on image is considered more rapid and precise. Key words: optical see-through head-mounted displays; calibration; augment reality; ARTag 2012 年 6 月神舟九号与天宫一号飞船手控交会 将使空间站实验设备的操作变得更加自如. 课题的 对接取得圆满成功, 相信不久中国就将建立自己的 一个关键问题就是如何让计算机生成的文字准确地 空间站, 届时, 航天员将在空间站操作各种专业设备. 显示在需要显示的位置, 这就需要建立真实空间与 其中很多实验涉及医学, 生物学, 设备操作难度非常 虚拟空间之间的坐标关系, 要求对佩戴的光学透视 高. 为了使这些操作变得简单, 课题计划利用增强现 头盔显示器进行标定. 实技术制作一套辅助操作系统, 用于辅助航天员科 研训练和操作实验设备, 其辅助操作效果图类似于 图 1, 图中中间黑白方框是人工标识(一种人为制作 的特征明显, 便于计算机识别的图像), 通过人工标 识的三维空间定位, 操作者戴上透视头盔(头盔的显 示器是一种半反射半透明的玻璃