交互式电子沙盘的设计与实现
传统的实物沙盘主要应用在传统的军事指挥上,由于它可以形象的把作战地形模型出来以及参与者利用它可以较为方便的进行交流互动,因此传统的实物沙盘成为之前军事指挥的重要演示工具,也是指挥人员进行作战计划和决策演示的重要工具和手段。在进入新世纪以来由于计算机科学与技术的迅速发展,人们可以利用计算机技术去追求效率更好、精确度更高、使用更加便捷以及视觉效果更加丰富多彩的沙盘模型,因此电子沙盘就顺势而生了。它可更好的满足用户在效率、精确性、便捷性、视觉效果等方面的需求,这使电子沙盘的迅速发展也成为一种必然的趋势。电子沙盘的主要技术支撑是仿真技术、虚拟技术,与之前传统的沙盘相比,电子沙盘不仅极大地提高了演示效率而且还可以把沙盘中的建筑物或者场景生动形象的展示出来并对它们的信息进行语音和视频介绍,从而从很大程度上提高了指挥者的演示效果。实现多设备多通道交互性更高的电子沙盘系统是随着近些年来仿真技术、虚拟技术、体感交互、多点触摸、増强现实等技术的更新发展的必然结果,这也是满足人们追求画面更加生动,交互起来更加自然的需要。
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第二章关键技术的介绍
2.1数字图像处理
在图像采集的过程中,由于技术和设备上不可能达到极致的完美,还有一些人为和环境上的影响等等,这都可能会导致实际采集到的图像与原有的图像存在很大误差,比较常见的有图像在传输中产生的误差,特别是噪声对图像数字处理的过程中带来的影响。采集到的图像在这些因素的影响下,可能会导致自身的图像质量下降,为以后的图像检测识别带来很大的不便。因此我们在进行图像识别之前,需要先对图像进行图像平滑处理除去图像中的噪声和边缘检测检测出那些符合边缘特性的像素点来提高图像的质量。人们在除去图像噪声的方法研究过程中,在不同情形下的噪声可能会需要不同的处理方法去解决,因此就产生了很多除去图像噪声的方法。图像预处理一个非常重要的内容就是滤除噪声,而图像滤波需要把如何实现既能平滑掉图像的噪声又尽量保持图像原有的内容不发生变化作为主要研究任务.2.2Directshow视频采集技术
本文设计交互式电子沙盘系统,利用USB摄像头就是利用Directsho技术编程来实现视频采集,而且对激光点和手势的准确定位也是利用该技术从视频流中捕获每一顿图像分析得来的。给整个系统设计中的手势识别模块和激光点识别模块提供了有力支持。第三章交互式电子沙盘系统.........22
3.1系统设计的总体框架.........223.2系统的工作过程.........23
3.3电子沙盎的硬件设计.........24
3.4系统各个功能模块设计.........27
第四章激光点定位.........31
4.1激光点图像的采集与处理.........31
4.2激光点坐标转换算法.........32
4.3发送激光点消息.........37
4.4本章小结.........37
第五章基于多信息融合的手势检测定位.........38
5.1手势图像的采集与处理.........38
5.2融合肤色信息和运动信息的手势检测定位...........40
5.3手势的特征提取........42
第六章系统实现与操作
6.1电子沙盘主控制显示模块的实现
本次设计的电子沙盘选择C++作为程序的开发语言,整个电子沙盘系统的构建以及程序的编程是在VisualC++6.0开发环境下进行。计算机操作系统为windows7系统,应用程序的功能实现是通过函数调用来实现的。以下的程序设计其实就是一种基于消息机制的程序设计,系统通过消息传递机制来实现系统功能。同时也可以知道拒出来的不只只是一个值,而是在一定范围内的值,例如上面所介绍的假如图书馆的坐标值范围为2到30,那么主程序显示模块接收到的坐标值在2至30当中时,就会读取1号配置文件,对图书馆进行语音或者视频介绍。所以只要指挥人员点击选中的区域,就会调用该区域所对应的语音或者视频文件。同样的道理,当主控制显示模块接收到手势或激光点的坐标信息时,也是根据坐标所对应的值所在的区域,调用相应的配置文件的。主控制显示模块的通过串曰接收和发送消息的,而串曰接收和发送消息是通过MFC实现的。在主控制显示模块中,点击不同的区域就对应着不同的语音和视频,因此显示的效果也不一样。比如点击湖面时,在进行语音介绍的同时也会出现湖水波动,小船游动的画面,点击道路也会同时进行语音介绍和显示汽车跑动的画面。同样的道理其他区域也会有不同的表现形式。下图6-3、6-4就是在计算机屏幕上思示的电子沙盘模型桌面直接进行屏幕点击操作的实现效果图。6.2激光点定位的实现操作
启动电子沙盘系统,指挥人员使用激光笔对电子沙盘进行操作,实现的效果图如下图6-5所示:
第七章总结与展望
本文提出设计的交互式电子沙盘系统,两个重要的功能模块就是手势识别和激光点识别模块,分别用到的技术就是手势识别技术和激光点识别技术上,而这两项技术都是当今比较火热的两项技术。本次设计的交互式电子沙盘是软硬件相结合的产品,比较具有实用性。既锻炼了自己的动手能力,又可以运用算法对功能进行实现。本文所作的主要工作有:(1)对电子沙盘的概念和相关知识进行研究,以及对目前应用市场上电子沙盘的种类、电子沙盘在国内外研究进展进行了解。(2)因为本次设计电子沙盘系统利用摄像头采集图像,会用到图像识别技术方面的知识,因此需要对数字图像的概念和其相关的知识进行介绍了解。本文主要是对数字图像处理的概念和数字图像处理的平滑技术以及图像的边缘检测进行解释说明。
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参考文献（略）
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本文编号：164821
本文链接：https://www.wllwen.com/wenshubaike/caipu/164821.html
