基于移动增强现实的导航系统的设计与实现
近年来,增强现实技术发展火热。伴随着移动终端技术的发展,具有体积小,携带方便,性能卓越的智能手机的普及性越来越高,智能手机中引入的摄像头、GPS、传感器等模块使得手机端增强现实功能的实现成为可能,基于增强现实的手机应用也如雨后春笋般涌现。目前电子导航、电子导游成为人们出行旅游的最佳辅助工具,在手机端实现基于移动增强现实技术的实景导航系统将更方便用户出游,给用户带来一种全新的导航体验。 本文深入研究了移动增强现实系统的关键组成技术、Android传感器原理、OpenGL ES图形渲染方法,结合GPS技术,移动通信技术,以基于Google地图采集的GIS信息为数据接口,设计了一个Android平台上的基于移动增强现实技术的实景导航系统。论文的主要研究工作包括以下几方面: 1.系统服务器端在基于Google地图的基础上实现道路信息、建筑物信息的采集,设计数据库实现空间数据的存储,实现与手机客户端格式匹配的数据调度方法。 2. Android软件界面设计。软件应用主界面中设计了三种显示界面,包括相机界面,地图界面以及混合界面。相机界面通过虚实结合感受实景导航带来的全新体验,地图界面使用百度地图来进行传统的电子地图导航,混合界面则结合了这两种效果。 3.增强现实导航3D虚拟数据的渲染。系统通过OpenGL ES来渲染虚拟数据.根据导航过程中可能遇到的不同转向信息对渲染图形进行了分类,根据顶点数量的不同分别设计方法实现3D导航模型顶点坐标数组的确立,然后根据GPS的不同服务状态对3D模型进行了不同的纹理贴图。 4.多传感器数据融合实现虚实场景的准确结合。增强现实的关键在于虚实场景的准确融合,系统结合加速度传感器与磁场传感器获取方位角,实现了方位角控制虚拟信息与真实场景叠加的算法。 5.增强现实导航3D虚拟导航信息的刷新。随着用户位置信息的变化,导航提示内容也势必要跟着变化。系统采用Handler、Timer及TimerTask结合的方法实现的Android定时器来进行导航文字与图形提示信息的刷新。 通过以上几方面的研究,最终系统以中国海洋大学崂山校区为服务区域,基于Google地图采集数据信息,基于Android平台实现了一个通过GPS取得经纬度信息,通过加速度传感器与磁场传感器融合取得方位角信息,然后根据位置信息将相关的虚拟数据渲染出来叠加在相机获取的视频流中的校园增强现实导航系统。
实景导航系统;移动增强现实;安卓平台;全球定位系统
中国海洋大学
硕士
电子与通信工程
韩勇
2014
中文
P228.4;TP391.9
65
2015-04-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）