基于ArUco标志的农机翻地移动增强现实系统设计

来源：江苏农业科学杂志2021年第第8期北京时间：

作者：袁志浩;刘桂阳;陈国太

单位：黑龙江八一农垦大学电气与信息学院，黑龙江大庆 163319

摘要：针对传统农机翻地作业季节时令性强且不易观察的问题，以水稻本田作业农机为研究对象，设计了一种基于ArUco标志码的农机翻地移动增强现实仿真系统。通过对手机视频流进行自适应阈值处理、轮廓查找以及比特位比对等操作，识别空间中的ArUco标志；使用张正友标定法对手机相机镜头进行标定，通过ArUco标志的角点对手机相机进行位姿估计并通过坐标空间转换实现AR的定位与追踪。利用3DS Max设计本田作业农机具三维虚拟模型，对模型主体作业部分进行拆分，重新定向各部分的模型轴心。结合Unity 3D引擎对农机翻地作业过程进行仿真设计，并移植到手机移动端。通过手机移动端扫描地板上的ArUco标志，便可以在真实物理空间中还原水稻本田农机翻地作业环境，实现对虚拟农机翻地过程的仿真模拟与交互控制。在谷歌Pixcel XL手机上对仿真系统进行真机测试，结果表明：系统在手机移动端运行帧率稳定在46 fps以上，且AR识别速度快、准确率高，为其他农业仿真应用提供了新的技术参考。

关键词：ArUco标志;移动增强现实;农机翻地模拟;三维建模;农业仿真