晶体硅光伏组件用AR玻璃在典型气候环境下的透射比衰减机理实证分析

选择海南省定安县、北京市和新疆维吾尔自治区吐鲁番市3个地区作为中国光伏产品应用的典型气候环境——湿热环境、温和气候下城市环境及干热砂尘环境的实证晒场,分别对晶体硅光伏组件用AR玻璃进行了最长周期为12个月的户外老化试验,结合试验前、后样品的太阳光有效透射比衰减数据、样品表面积尘化学成分,以及样品膜层的亲、疏水性能等试验结果,对导致在上述3种典型气候环境中使用的晶体硅光伏组件用AR玻璃的太阳光有效透射比衰减的关键因子进行了梳理,并确定了不同气候环境中AR玻璃透射比的衰减机理。研究成果可为中国湿热环境、温和气候下城市环境及干热砂尘环境中光伏电站的建设与运维提供有效参考和指导。

户外增强现实系统关键技术及其应用的研究

增强现实技术是虚拟现实技术发展的一个重要分支,具有虚实结合、实时交互、三维注册的新特点,户外增强现实系统是近年来增强现实技术方面的一个新的研究方向,建立一个成功的户外增强现实系统的最大障碍是缺少在户外条件下的准确跟踪技术。本文分析了实现户外增强现实系统的关键技术及其与室内增强现实系统的区别并讨论了户外增强现实系统的进展及应用。

基于图像匹配的户外环境注册算法

为实现高速鲁棒的户外增强现实系统,提出了一种新的基于图像匹配算法的解决方案,同时描述了系统框架和工作原理,并在景深远小于物距的近似条件下,提出了一种基于全局视频信息的注册方法,即将环境注册问题通过基于快速傅里叶变换的图像匹配算法来实现。该方法先对当前摄像机摄入的图像和系统预存图像进行匹配;再将计算出的匹配信息对虚拟模型进行变换后叠加到当前的摄入图像上;最后输出到头盔显示设备,以实现户外增强现实。与已有方法相比,该方法具有运算量小、精度高、速度快的优点,试验结果证明了理论推导的正确性和该算法应用于数字圆明园重建的可行性。

混合硬件跟踪定位的空间信息虚实配准

为了适应户外增强现实空间信息表达的实时性、移动性、准确性和鲁棒性,提出采用GPS结合三维电子罗盘直接获取用户头部位置和姿态数据的基于硬件跟踪设备的虚实配准方法:通过人机交互方式确定虚拟物体及属性信息在3D欧氏世界坐标系中的位置和姿态,采用GPS结合三维电子罗盘跟踪用户头部位置和姿态,得到从世界坐标到相机坐标的转换矩阵,避免了从世界坐标系到相机坐标系的转换计算。已知相机内部参数的前提下,将相机坐标转换到2D像平面坐标,实现虚拟物体及属性信息与真实场景图像的合成显示。其中GIS为户外增强现实系统提供位置相关的虚拟信息源,而户外增强现实技术为空间信息可视化表达提供了新界面。

户外AR空间信息表达及其虚实配准方法研究

针对传统空间信息表达形式(例如地图等)不能满足使用者对视觉逼真度和人机交互自然性等需求的问题,将户外增强现实(Augmented Reality,AR)引入空间信息领域,致力于探索将地理数据库中的数字化空间信息精准叠加到真实地理场景之上的方法,实现对真实地理环境的补充而非替代(区别于VR),进而增强用户对真实地理环境的感知能力和拓展其与现实世界的交互能力。通过分析户外AR与空间信息表达结合的研究现状、理论基础和重要性,提出户外AR空间信息表达的基本特征、系统结构。其中,虚实配准是难点,采用2种思路解决该问题,通过实例验证了方法的可行性。

基于ARToolKit的户外增强现实系统的设计和实现

增强现实是一种通过将计算机产生的图形、文字注释等虚拟信息有机融合到使用者所看到的真实世界景象中,对人的视觉系统进行景象增强或扩张的技术[1]。ARToolKit为增强现实技术的应用提供了一种方便快捷的开发工具,在对其原理和开发流程有了充分的了解后,作者提出了基于GPS和数字罗盘等方位传感器的户外增强现实系统的结构,并展示了户外增强现实系统的相关实验。