傳統(tǒng)的實物沙盤主要應(yīng)用在傳統(tǒng)的軍事指揮上,由于它可以形象的把作戰(zhàn)地形模型出來以及參與者利用它可以較為方便的進行交流互動,因此傳統(tǒng)的實物沙盤成為之前軍事指揮的重要演示工具,也是指揮人員進行作戰(zhàn)計劃和決策演示的重要工具和手段。在進入新世紀以來由于計算機科學與技術(shù)的迅速發(fā)展,人們可以利用計算機技術(shù)去追求效率更好、精確度更高、使用更加便捷以及視覺效果更加豐富多彩的沙盤模型,因此電子沙盤就順勢而生了。它可更好的滿足用戶在效率、精確性、便捷性、視覺效果等方面的需求,這使電子沙盤的迅速發(fā)展也成為一種必然的趨勢。電子沙盤的主要技術(shù)支撐是仿真技術(shù)、虛擬技術(shù),與之前傳統(tǒng)的沙盤相比,電子沙盤不僅極大地提高了演示效率而且還可以把沙盤中的建筑物或者場景生動形象的展示出來并對它們的信息進行語音和視頻介紹,從而從很大程度上提高了指揮者的演示效果。實現(xiàn)多設(shè)備多通道交互性更高的電子沙盤系統(tǒng)是隨著近些年來仿真技術(shù)、虛擬技術(shù)、體感交互、多點觸摸、増強現(xiàn)實等技術(shù)的更新發(fā)展的必然結(jié)果,這也是滿足人們追求畫面更加生動,交互起來更加自然的需要。

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第二章關(guān)鍵技術(shù)的介紹

2.1數(shù)字圖像處理

在圖像采集的過程中,由于技術(shù)和設(shè)備上不可能達到極致的完美,還有一些人為和環(huán)境上的影響等等,這都可能會導致實際采集到的圖像與原有的圖像存在很大誤差,比較常見的有圖像在傳輸中產(chǎn)生的誤差,特別是噪聲對圖像數(shù)字處理的過程中帶來的影響。采集到的圖像在這些因素的影響下,可能會導致自身的圖像質(zhì)量下降,為以后的圖像檢測識別帶來很大的不便。因此我們在進行圖像識別之前,需要先對圖像進行圖像平滑處理除去圖像中的噪聲和邊緣檢測檢測出那些符合邊緣特性的像素點來提高圖像的質(zhì)量。人們在除去圖像噪聲的方法研究過程中,在不同情形下的噪聲可能會需要不同的處理方法去解決,因此就產(chǎn)生了很多除去圖像噪聲的方法。圖像預(yù)處理一個非常重要的內(nèi)容就是濾除噪聲,而圖像濾波需要把如何實現(xiàn)既能平滑掉圖像的噪聲又盡量保持圖像原有的內(nèi)容不發(fā)生變化作為主要研究任務(wù).

2.2Directshow視頻采集技術(shù)

本文設(shè)計交互式電子沙盤系統(tǒng),利用USB攝像頭就是利用Directsho技術(shù)編程來實現(xiàn)視頻采集,而且對激光點和手勢的準確定位也是利用該技術(shù)從視頻流中捕獲每一頓圖像分析得來的。給整個系統(tǒng)設(shè)計中的手勢識別模塊和激光點識別模塊提供了有力支持。

第三章交互式電子沙盤系統(tǒng).........22

3.1系統(tǒng)設(shè)計的總體框架.........22
3.2系統(tǒng)的工作過程.........23
3.3電子沙盎的硬件設(shè)計.........24
3.4系統(tǒng)各個功能模塊設(shè)計.........27
第四章激光點定位.........31
4.1激光點圖像的采集與處理.........31
4.2激光點坐標轉(zhuǎn)換算法.........32
4.3發(fā)送激光點消息.........37
4.4本章小結(jié).........37
第五章基于多信息融合的手勢檢測定位.........38
5.1手勢圖像的采集與處理.........38
5.2融合膚色信息和運動信息的手勢檢測定位...........40
5.3手勢的特征提取........42

第六章系統(tǒng)實現(xiàn)與操作

6.1電子沙盤主控制顯示模塊的實現(xiàn)

本次設(shè)計的電子沙盤選擇C++作為程序的開發(fā)語言,整個電子沙盤系統(tǒng)的構(gòu)建以及程序的編程是在VisualC++6.0開發(fā)環(huán)境下進行。計算機操作系統(tǒng)為windows7系統(tǒng),應(yīng)用程序的功能實現(xiàn)是通過函數(shù)調(diào)用來實現(xiàn)的。以下的程序設(shè)計其實就是一種基于消息機制的程序設(shè)計,系統(tǒng)通過消息傳遞機制來實現(xiàn)系統(tǒng)功能。同時也可以知道拒出來的不只只是一個值,而是在一定范圍內(nèi)的值,例如上面所介紹的假如圖書館的坐標值范圍為2到30,那么主程序顯示模塊接收到的坐標值在2至30當中時,就會讀取1號配置文件,對圖書館進行語音或者視頻介紹。所以只要指揮人員點擊選中的區(qū)域,就會調(diào)用該區(qū)域所對應(yīng)的語音或者視頻文件。同樣的道理,當主控制顯示模塊接收到手勢或激光點的坐標信息時,也是根據(jù)坐標所對應(yīng)的值所在的區(qū)域,調(diào)用相應(yīng)的配置文件的。主控制顯示模塊的通過串曰接收和發(fā)送消息的,而串曰接收和發(fā)送消息是通過MFC實現(xiàn)的。在主控制顯示模塊中,點擊不同的區(qū)域就對應(yīng)著不同的語音和視頻,因此顯示的效果也不一樣。比如點擊湖面時,在進行語音介紹的同時也會出現(xiàn)湖水波動,小船游動的畫面,點擊道路也會同時進行語音介紹和顯示汽車跑動的畫面。同樣的道理其他區(qū)域也會有不同的表現(xiàn)形式。下圖6-3、6-4就是在計算機屏幕上思示的電子沙盤模型桌面直接進行屏幕點擊操作的實現(xiàn)效果圖。

6.2激光點定位的實現(xiàn)操作

啟動電子沙盤系統(tǒng),指揮人員使用激光筆對電子沙盤進行操作,實現(xiàn)的效果圖如下圖6-5所示:

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第七章總結(jié)與展望

本文提出設(shè)計的交互式電子沙盤系統(tǒng),兩個重要的功能模塊就是手勢識別和激光點識別模塊,分別用到的技術(shù)就是手勢識別技術(shù)和激光點識別技術(shù)上,而這兩項技術(shù)都是當今比較火熱的兩項技術(shù)。本次設(shè)計的交互式電子沙盤是軟硬件相結(jié)合的產(chǎn)品,比較具有實用性。既鍛煉了自己的動手能力,又可以運用算法對功能進行實現(xiàn)。本文所作的主要工作有:(1)對電子沙盤的概念和相關(guān)知識進行研究,以及對目前應(yīng)用市場上電子沙盤的種類、電子沙盤在國內(nèi)外研究進展進行了解。(2)因為本次設(shè)計電子沙盤系統(tǒng)利用攝像頭采集圖像,會用到圖像識別技術(shù)方面的知識,因此需要對數(shù)字圖像的概念和其相關(guān)的知識進行介紹了解。本文主要是對數(shù)字圖像處理的概念和數(shù)字圖像處理的平滑技術(shù)以及圖像的邊緣檢測進行解釋說明。

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參考文獻（略）

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本文編號：164821