第1章 绪论 1
1.1 增强现实概述 1
1.1.1 增强现实的内涵 1
1.1.2 增强现实与虚拟现实的区别 2
1.1.3 增强现实的特点 4
1.2 增强现实人机交互技术所面临的挑战 4
1.3 增强现实在各行业的应用 9
1.3.1 增强现实在工业上的应用 9
1.3.2 增强现实在医疗上的应用 12
1.3.3 增强现实在娱乐游戏行业中的应用 13
1.3.4 增强现实在教育行业中的应用 14
1.4 本书主要内容 15
参考文献 16
第2章 增强现实的理论基础与设备 22
2.1 增强现实的空间坐标系 22
2.1.1 成像坐标系 23
2.1.2 观察坐标系（摄像机坐标系） 24
2.1.3 世界坐标系 26
2.1.4 虚拟世界坐标系 26
2.2 摄像机成像模型及其标定方法 26
2.2.1 摄像机成像模型 27
2.2.2 摄像机的标定方法 30
2.3 摄像机位姿估算 35
2.4 增强现实常用设备 37
2.4.1 摄像机 37
2.4.2 跟踪传感器 39
2.4.3 体感交互设备 41
2.4.4 可穿戴增强显示设备 42
参考文献 45
第3章 基于标识的增强现实交互方法 47
3.1 基于标识的注册算法原理 47
3.2 基于正方形标识的增强现实系统基本算法原理 49
3.2.1 正方形标识的设计思路 49
3.2.2 基于正方形标识的增强现实系统的坐标系定义 51
3.2.3 正方形标识的注册算法原理 52
3.2.4 正方形标识的编码识别 54
3.2.5 基于标识注册算法的影响因素讨论 56
3.3 基于正方形标识的交互方法与基本算法原理 60
3.3.1 常见的基于正方形标识的交互方法 61
3.3.2 基于正方形标识的交互方法基本算法原理 62
3.4 基于ARToolKit开发包的增强现实系统实现流程 65
3.4.1 ARToolKit开发包的工作原理 65
3.4.2 ARToolKit开发包的开发前准备 65
3.4.3 ARToolKit开发包的开发框架 67
参考文献 68
第4章 基于数据手套的增强现实交互方法 70
4.1 数据手套的功能分析 70
4.1.1 数据手套的基本参数 70
4.1.2 数据手套的标定方法 72
4.2 数据手套的交互语义模型 75
4.2.1 交互场景设计 75
4.2.2 交互语义模型 76
4.3 基于数据手套的手势识别算法 81
4.3.1 操作意图判断的基本思路 81
4.3.2 静态手势识别 82
4.3.3 动态手势识别 86
参考文献 88
第5章 基于机器视觉的交互方法 89
5.1 基础理论与方法 89
5.1.1 徒手交互的基本处理流程 89
5.1.2 双手交互的操作意图判断方法 90
5.2 基于普通摄像头的徒手交互方法与实现 93
5.2.1 复杂背景下的手部分割算法 93
5.2.2 基于关键特征点的手势识别算法 102
5.3 基于Kinect传感器的体感交互方法与实现 112
5.3.1 Kinect传感器介绍 112
5.3.2 Kinect传感器应用交互场景要求 113
5.3.3 Kinect SDK输出的传感数据 113
5.3.4 Kinect传感器观察坐标系 116
5.3.5 Kinect传感器体感交互方法 116
参考文献 119
第6章 基于移动终端的增强现实交互方法 120
6.1 移动增强现实的场景重构与处理 120
6.1.1 场景重构数学模型 121
6.1.2 场景重构流程与误差分析 123
6.1.3 场景点云重构 124
6.2 移动增强现实中的摄像机跟踪 131
6.2.1 摄像机跟踪框架 131
6.2.2 基于稀疏光流的摄像机姿态估计 134
6.2.3 基于语义SLAM的摄像头跟踪优化 140
6.2.4 摄像机跟踪的应用 150
6.3 移动增强现实的交互方法与实现 153
6.3.1 基于触摸屏的交互 153
6.3.2 移动增强现实中的视觉式交互 163
参考文献 170
第7章 增强现实人机交互应用系统开发 172
7.1 基于移动端的油泵拆装训练系统的设计与实现 172
7.1.1 案例的背景与意义 172
7.1.2 系统的设计方案 173
7.1.3 算法原理 180
7.1.4 系统实现 183
7.2 基于数据手套的车间布局系统的设计与实现 185
7.2.1 案例的背景与意义 185
7.2.2 系统硬件平台设计 186
7.2.3 系统软件平台设计 188
7.2.4 车间布局的交互语义模型 193
7.2.5 车间布局系统的实现 194
7.3 正方形标识工具车间布局系统的设计与实现 197
7.3.1 案例的背景与意义 197
7.3.2 系统的设计方案 198
7.3.3 算法原理 204
7.3.4 系统实现 206
7.4 体感交互技术在虚拟机器人示教中的应用 209
7.4.1 案例的背景与意义 209
7.4.2 系统设计方案 210
7.4.3 系统实现 212
7.4.4 程序实现原理与要点 219
7.5 基于HoloLens的布线辅助系统的设计与实现 223
7.5.1 案例的意义与背景 223
7.5.2 系统的设计方案 224
7.5.3 系统实现 228