基于Virtools的虚实融合系统的设计与实现

admin · 发表于 2022-9-29 13:55:33

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雅宝题库解析：
随着计算机图形学、计算机视觉、多媒体、人机交互技术的不断发展，增强现实技术得到越来越广泛的研究与应用。以增强现实技术为核心的虚实融合系统正作为一种新的解决方案，为人们生产生活中的题目提供更好的解决方法与思路。本文以“863”项目——虚实融合协同工作的集成环境和关键技术研究的子课题“面向飞机驾驶舱设计的应用示范”为建设背景，结合增强现实技术，设计并实现了面向飞机驾驶舱设计的虚实融合系统。飞机驾驶舱虽然已经实现三维数字化设计，但是设计人员和用户不能在设计初期对设计结果进行体验和评估，无法及早测试实际使用中驾驶舱布局的合理性、信息显示视觉编码的合理性、信息颜色匹配的适人性，使驾驶舱的设计周期延长，成本提高。增强现实技术能够将数字化的设计方案与实物原型座舱融合，给用户一个虚实融合的驾驶舱环境，及时对设计方案进行评估并优化，从而达到降低研制成本、缩短研制周期、提高研制质量和效率的目的。本文以 Virtools 为底层引擎开发了一套面向飞机驾驶舱设计的虚实融合系统，能够与项目中已有的飞行模拟服务器联接进行模拟飞行，从而在虚实融合的驾驶舱环境中对仪表和控制台的设计方案进行感受和评估。本文主要完成了以下工作：（1）研究了基于 Marker 的视觉跟踪注册方法，在 Virtools 下实现了一种基于平面Marker的三维注册方法，能够将虚拟物体注册到真实场景当中。（2）研究了基于数据手套和跟踪器的人机交互方法，实现了一种通过硬件设备与虚实融合系统中虚拟物体进行交互的人机交互方式，从而让用户能够与虚实融合系统进行交互，操纵飞机进行模拟飞行。（3）研究了基于颜色识别的目标跟踪算法，给出了一种虚实融合驾驶舱中虚实物体遮挡处理方法，解决了虚实物体绘制遮挡题目。最后，在 Virtools 当中集成所有功能模块和硬件设备，实现了一个虚实融合的飞机驾驶舱系统。此系统允许用户通过驾驶杆和数据手套进行交互实现模拟飞行，并在飞行过程中通过显示在仪表板上的虚拟仪表指示飞行状态，感受数字化的驾驶舱设计方案。

基于Virtools的虚实融合系统的设计与实现

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