面向AR虚拟沙盘的虚拟化身定位定向技术研究

doi:10.16182/j.issn1004731x.joss.19-0420

系统仿真学报 ›› 2021, Vol. 33 ›› Issue (2): 324-330.doi: 10.16182/j.issn1004731x.joss.19-0420

面向AR虚拟沙盘的虚拟化身定位定向技术研究

余田甜¹, 王晓萍², 李蔚清³, 苏智勇¹

1.南京理工大学自动化学院,江苏南京 210094;
2.北方信息控制研究所集团有限公司,江苏南京 211103;
3.南京理工大学计算机科学与工程学院,江苏南京 210094

收稿日期:2019-08-15 修回日期:2019-11-03 出版日期:2021-02-18 发布日期:2021-02-20
作者简介:余田甜(1996-),女,硕士生,研究方向为增强现实、计算机视觉。Email: 2531219218@qq.com
基金资助:
“十三五”装备预研基金(61409230104, 315100104, 31511040202),中央高校基本科研业务费专项资金(30918012203),上海航天科技创新基金(SAST2019009)

Research on Virtual Avatar Position and Orientation Technology for Augmented Reality Virtual Sandbox

Yu Tiantian¹, Wang Xiaoping², Li Weiqing³, Su Zhiyong¹

1. School of Automation, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China;
2. Northern Information Control Research Institute Group Co., Ltd, Nanjing 211103, China;
3. School of Computer Science and Engineering, Nanjing University of Science and Technology, Nanjing 210094, China

Received:2019-08-15 Revised:2019-11-03 Online:2021-02-18 Published:2021-02-20

摘要/Abstract

摘要： 在利用增强现实虚拟沙盘进行多人异地协同指挥或研讨时,本地操作者需要知道异地操作者的具体方向与位置来避免方向错误、位置冲突以更好地与对方交流。针对此问题,设计了适合AR环境的三维标记物,研究并实现了基于视觉的定位定向算法。采用PnP算法对标记物进行位姿估计,使用面积比值法计算方位角。实验结果表明该算法可以实现快速精确地定位定向,能够满足AR虚拟沙盘实际应用需求。

关键词: 增强现实, 定位定向, 三维标记物, PnP算法

Abstract: When using augmented reality (AR) virtual sandbox for multi-person collaborative command or discussion, the local operator needs to know the specific direction and location of the remote operator to avoid wrong direction, position conflict and to better communicate with the other. Aiming at this problem, a three-dimensional marker suitable for AR environment is designed, and a vision-based position and orientation algorithm is researched and implemented. The PnP algorithm is used to estimate the pose of the marker, and the area ratio method is used to calculate the azimuth. The experimental results show that the proposed algorithm can achieve fast and accurate position and orientation, meeting the practical application requirements of AR virtual sandbox.

Key words: augmented reality, position and orientation, three-dimensional marker, PnP algorithm

中图分类号:

TP391.9

余田甜, 王晓萍, 李蔚清, 苏智勇. 面向AR虚拟沙盘的虚拟化身定位定向技术研究[J]. 系统仿真学报, 2021, 33(2): 324-330.

Yu Tiantian, Wang Xiaoping, Li Weiqing, Su Zhiyong. Research on Virtual Avatar Position and Orientation Technology for Augmented Reality Virtual Sandbox[J]. Journal of System Simulation, 2021, 33(2): 324-330.

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