[发明专利]一种基于增强现实技术的制图类作业评阅方法

说明书

技术领域

本发明涉及增强现实技术领域，具体涉及一种基于增强现实技术的制图类作业评阅方法。 

背景技术

据国外媒体报道，市场研究公司Forrester日前预测了2013年移动业的十大发展趋势，概括起来就是六个字：移动改变一切。手机的功能日益强大，正逐步替代照相机、现金支付、地图、远程控制设备、掌上游戏机、登机牌、门票、现金出纳机、计算器和记事本等。手机无处不在，已成为全球人们不可或缺的产品：去年全球手机出货量达16亿部，今年年底全球智能手机用户将达14亿。从这些数据不难看出，移动终端不仅在现在，而且在未来必将成为人们生活中比不缺少的一部分。因此基于移动终端开发的应用也将必不可少。未来的人们很多事情都将会依靠移动终端来帮助我们完成，对于教师群体而言，智能评阅试卷也将成为一种趋势。 

机器视觉就是用机器代替人眼来做测量和判断。如今，中国正成为世界机器视觉发展最活跃的地区之一，应用范围涵盖了工业、农业、医药、军事、航天、气象、天文、公安、交通、安全、科研等国民经济的各个行业。其重要原因是中国已经成为全球制造业的加工中心，高要求的零部件加工及其相应的先进生产线，使许多具有国际先进水平的机器视觉系统和应用经验也进入了中国。经历过长期的蛰伏，2010年我国机器视觉市场迎来了爆发式增长。据《2013-2017年中国机器视觉产业发展前景与投资预测分析报告》^[1]数据显示当年，我国机器视觉市场规模达到8.3亿元，同比增长48.2%，其中智能相机、软件、光源和板卡的增长幅度都达到了50%，工业相机和镜头也保持了40%以上的增幅，皆为2007年以来的最高水平。因此机器视觉的应用也相当成熟了。 

增强现实技术（Augmented Reality Technique，简称AR），是在虚拟现实基础上发展起来的新技术，是通过计算机系统提供的信息增加用户对现实世界感知的技术，并将计算机生成的虚拟物体、场景或系统提示信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的“增强”。传统的增强现实技术越来越越不能够满足人们的需求。随着移动终端的大力发展，移动增强现实的应用也在不断的发展，也产出大量的产品，如商业应用,游戏等等，尤其是基于Android和IOS操作系统的增强现实技术的应用。 

就目前的情况来说，制图类作业的评阅工作基本都是靠人工来做，但是制图类作业具有题目类型多，评阅较复杂的特点，是一件耗时耗力的工作。 

发明内容

本发明针对现有技术的不足，提供了一种基于增强现实技术的制图类作业评阅方法，本发明方法将计算机视觉技术和增强现实技术以及移动终端的发展结合起来，为制图类作业的评阅的智能性方面做出贡献，方便老师快捷准确地完成评阅工作。 

本发明的技术方案为：一种基于增强现实技术的制图类作业评阅方法，包括以下几个步骤： 

S1，建立服务器端，包括图像处理核心算法的实现，标准答案模板数据库的建立，以及将处理之后的结果发送给客户端程序；

S2，开发客户端程序，使用移动终端获取视频帧，并基于TCP/IP协议将视频帧发送到服务器端；

S3，服务器端接收视频帧并对其进行相关的图像处理；

S4，将S3中获取的摄像头位姿矩阵和标志物对应的模型数据以及计算出的参考分数发送到客户端程序；

S5，客户端接收从服务器发回来的数据，并进行渲染，将标准答案和最终计算的分数显示在视频帧中，达到虚实融合的效果； 

S6：根据增强现实的结果结合参考进行分数情况统计。

进一步地，所述的图像处理分为两个部分，增强现实技术实现；使用标准的模板匹配计算学生作答的参考分数；具体包含以下几个步骤： 

S11，对模板数据库中标志图片进行离线训练，获取标志物的描述子集合数据以及图元的数据信息等；

S12，图像帧的初始化；

S13，使用ORB算法进行特征点的检测和描述；

S14，采用基于汉明距的强制匹配算法进行描述子的匹配；

S15，计算单应性矩阵并对匹配结果进行优化；

S16，检测并识别视频帧中是否具有标志物，有则继续进行以下步骤，否则重复检测获取的视频帧；

S17，摄像头位姿估算，并对计算结果进行阿尔法贝塔滤波；

S18，对图像进行二值化处理；

S19，对图像进行去噪处理；

S110，对图像进行几何校正；