交互式数值优化增强现实教学系统研究

发布时间：2021-11-15 09:04

　　数值优化是一门应用广泛但理论抽象的课程,利用增强现实技术的交互性与沉浸性,可以为数值优化的教学带来帮助。基于缺少该类应用的现状,研究并实现了用于数值优化教学的交互式轻型增强现实教学系统。系统使用了ArUco算法进行多目标跟踪与识别,基于JavaScript技术实现了数值优化过程仿真与可视化,设计并开发了原型增强现实系统。运行表明,上述系统实时性与交互性强,生动呈现了数值优化算法的工作原理与过程,能够有效提升学习者的学习效率,是一种创新的教学手段。 

【文章来源】：计算机仿真. 2020,37(11)北大核心

【文章页数】：5 页

【部分图文】：

下山单纯形算法原理[4]

增强现实系统硬件设计方面,为了让使用者解放双手,在真实的环境下进行交互,没有使用已广泛使用的基于移动端增强现实环境,而是使用了“摄像机-投影仪”的硬件系统。摄像机和投影仪的工作方向向下,使用者在桌面上对标记物进行操作。摄像机实时地跟踪和识别标记物的ID和位置,计算机完成优化算法实现和可视化工作,通过投影仪将信息进行投射,与标记物叠加,完成虚实融合。标记物位置主要反映数值优化问题的初始值,移动标记物,即可获得不同的初始值,进而执行迭代搜索最优值的过程。系统的总体结构由图二所示,软硬件模块清晰,功能独立,易于升级和维护。硬件系统方面,在系统实现部分进行展示。本节结合软件系统的三个模块,介绍系统使用的关键技术与模块功能实现。3.2 系统关键技术及其实现

ArUco标记物[6]


本文编号：3496467