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随着移动终端计算处理能力与带宽的提升、多媒体展示性能的增强、多种类传感应用模块的集成,增强现实技术广泛的应用到移动互联网络智能终端上,实现了增强现实应用与系统的小型化和便携化。增强现实技术、移动互联网技术、图形图像识别技术等紧密结合,技术方案日趋成熟,将极大的推动增强现实应用技术深入到日常生活的应用中。近年来Facebook、Google、微软各大科技巨头纷纷投入重金,进入下一代计算平台之争,并将2016年评定为增强现实与虚拟现实应用元年,市场上涌现出大批增强可视与虚拟现实的设备如各类眼镜产品,应用商店也出现对传统应用进行增强交互升级的各类应用。增强现实应用的发展呈现从实验室走向生活应用、从大型笨重设备走向多样化轻型移动终端、从室内紧促空间发展到大范围室外环境。然而,现有的针对户外环境,特别是复杂建筑环境的移动增强现实应用,仅针对简单个体对象的模板识别,通过观察对象的完整区域的图片识别对象,并不能满足户外应用中因方位、角度以及局部观察建筑物时的识别情况;此外,为满足大范围的户外应用,识别模板库的体积将因识别建筑对象的数量呈线性增长,受限于移动设备的运行存储大小以及计算处理能力,过大、过复杂的单个模板识别库将造成移动增强应用过程中识别效率低、运行不流畅等问题。本文针对以上问题,研究户外复杂建筑的注册模型策略以及在此基础上研究基于地理位置划分模板库分库方法,本文的主要内容包括:(1)研究校园户外典型建筑环境增强现实注册策略针对校园户外典型复杂建筑群落环境,研究基于模板注册的户外建筑全方识别与应用注册策略。首先获取建筑物对象的建筑底面图,对其进行规则图形轮廓简化,根据简化后的图形形状,建立标准与复杂建筑模型分类。根据模型的具体形状特征,将标准设置成四类基本图形,如:矩形、“L”形、“回”字形以及圆形特征,建立拐角方位求解最小附加外接圆,使用等角切分方法,计算建筑物平面全方位模板注册点位置。针对复杂组合图形,首先将其剖分标准图形的组合,建立矩形、“L”形和“回”字形以及圆形基本类型的组合,然后应用标准类型的求解方法,计算建筑平面全方位模板注册点位置,最后对各标准模型的注册点进行组合合并,合并过程中,对相同或相近的注册点进行有效聚合,在保证注册点充足的前提下,减少冗余注册点。(2)研究基于地理位置划分的模板库分库方法在校园或更大范围如城市增强现实应用中,户外目标识别库的大小与注册对象数量成线性增长,将给移动增强现实设备的存储容量与处理能力带来巨大挑战。针对穿行漫游增强现实应用,其探索应用过程具有贴近地面大尺度特征,因此,应用探查的位置具有明显的位置特征。本文提出基于地理区域位置划分的模板库分库方法,以复杂建筑模型的模板注册点为研究对象,引入凸包处理,对每一个对象的注册点建立凸包对象,并对全区域中的凸包多边形对象,应用K-D树,建立K-D树索引,确保每一个索引节点中注册点的数量均衡,并采取适配移动终端的处理能力,建立基于K-D树的分库方法,实现对整个识别场景自适应高效的分库。本文基于高通增强现实开发包,应用校园内典型建筑结构,构建试验验证系统,通过对标准与复杂教学校的注册以及分对地理位置有明显分区的注册模板库进行分库实验,通过平板与普通手机等环境来实际验证,取得较好效果。