文献类型：专利

专利类型：发明专利

是否失效：否

是否授权：否

申 请 号：CN202210885111.X

申 请 日：20220726

发 明 人：蒋鸿伟 刘子樊 傅普杰 何龙 吴锦洲 简夜明 冯小渝 吕文琪 向毅 雷亮

申 请 人：重庆科技学院

申请人地址：401331 重庆市沙坪坝区大学城东路20号

公 开 日：20221115

公 开 号：CN115346054A

代 理 人：刘杨

代理机构：天津朗熠知识产权代理事务所(普通合伙)

语　　种：中文

摘　　要：本发明公开了一种基于视觉SLAM的文物展示增强现实方法，它包括如下步骤：第一步，提取点特征；第二步，提取线特征；第三步，点线综合的相机位姿估计，采用两个并行的线程分别对每一个输入的视频帧提取点特征与线特征，并行地进行特征匹配；第四步，点云平面拟合，采用RANSAC算法进行平面拟合，然后采用奇异值分解算法计算出该平面的中心点与法向量，最后用点法式来表达这个平面；第五步，虚拟模型渲染。本发明可以对低纹理文物特征点不明显，还原难度较大的文物进行特征提取。

主 权 项：1.一种基于视觉SLAM的文物展示增强现实方法，其特征在于，它包括如下步骤：第一步，提取点特征，包括第一阶段，角点提取，对视频帧构造八层图像金字塔，在金字塔的每一层提取FAST角点；第二阶段，计算描述子，首先计算角点邻域的主导方向，然后将邻域划分为三级网格，在主导方向上计算每个网格的梯度与灰度值，构成三位字符串，最后在每一级网格上分别计算描述子，对任一对网格的字符串进行二进制测试，将结果相连，选取其中最具有价值的256位作为最终描述子；第三阶段，特征匹配，首先根据上一帧的特征点位置与连续帧间的相机运动模型确定当前帧的匹配点搜索范围，然后在该范围内寻找上一帧特征点对应的匹配点，最后执行基于直方图的角点方向一致性检测对其筛选；第二步，提取线特征，采用LSD线段检测算法提取线特征，首先计算图像中像素点的梯度值与梯度方向，然后合并梯度方向相似的像素形成线段像素区域作为候选直线段，最后计算该像素区域最小外接矩形的像素个数与方向来进行筛选；第三步，点线综合的相机位姿估计，采用两个并行的线程分别对每一个输入的视频帧提取点特征与线特征，并行地进行特征匹配；第四步，点云平面拟合，采用RANSAC算法进行平面拟合，然后采用奇异值分解算法计算出该平面的中心点与法向量，最后用点法式来表达这个平面；第五步，虚拟模型渲染，通过点云平面拟合得到平面的中心点与法向量之后，将虚拟模型渲染至平面之上，实现增强现实。

关 键 词：平面拟合  线特征 并行  奇异值分解 算法计算  特征匹配  特征提取  位姿估计 文物展示 虚拟模型  增强现实  纹理  法向量 平面的  视频帧  特征点  中心点  文物 点线  点云  线程  还原  相机  视觉  渲染  

IPC专利分类号：G06V10/44;G06V10/54;G06V10/75;G06T19/20;G06T15/00;G06F3/01