CN106980366A - 地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统 - Google Patents

地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统 Download PDF

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王正前
徐高龙
王文亮
梅震坤
李少华
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    • G—PHYSICS
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Abstract

地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统，整个系统由深度图像捕捉处理系统和互动图像生成系统两部分组成，深度图像采集和处理系统主要包括kinect深度图获取和opencv图像处理，图像处理包括沙面地形获取和参与人员的部分的分割和定位；成像系统包括地形生成、植被生成、水体生成和销毁和动物生成系统。展项通过投影机的投影，交互沙盘系统综合各种技术进行了集中设计和呈现，形成一曲恢宏大气的沙盘交互曲。观众通过挖沙，堆积等方式操控沙盘中沙地的高低起伏，创造出不同的地形效果，当观众利用手到沙盘上方进行遮挡时，会出现水流效果，这些水流会汇聚形成河流，湖泊，而沙盘自身也会根据不同地形效果，标注出不同地形的高线。

Description

地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统
技术领域
本发明涉及地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统。
背景技术
Kinect2.0是微软3D体感摄影机的第二代产品，它导入了即时动态捕捉、影像辨识、关节识别、面部识别、麦克风输入、语音辨识、深度和红外图像获取等功能。本发明使用Kinect深度识别技术。Opencv图像处理技术。Physx物理模拟系统。Direct11图像实时显示系统。
发明内容
本发明的目的在于提供一种深度图像的精准捕捉和互动影像的实时生成系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统，其特征在于：整个系统由深度图像捕捉处理系统和互动图像生成系统两部分组成，深度图像采集和处理系统主要包括kinect深度图获取和opencv图像处理，图像处理包括沙面地形获取和参与人员的部分的分割和定位；成像系统包括地形生成、植被生成、水体生成和销毁和动物生成系统；
电脑连接Kinect2体感与投影机，投影机在实体沙盘表面投影出虚拟的图像；Kinect2体感吊挂在实体沙盘上方利用深度检测的方式获得实体沙盘的真实物理数据；
Kinect采集到的深度使用特定的阈值分割参与部分和沙盘部分，两部分内容分别传递给opencv模块并行处理，沙盘图像信号经过去噪、平滑等处理后传递给Direct11图像生成模块生成地形，植被生成模块根据地形起伏变化生成不同地貌，游客参与部分信号经过处理后定位，经过坐标系统映射后在对应的沙盘位置上生成水体，水体根据地形的变化发生流动和消失，动物生成系统丰富场景画面；
以机器视觉为基础，利用图像算法平滑优化深度图，最后分析出波峰波谷以及其它相关物理数据，由电脑实时建模产生虚拟的场景结合物理模拟，再经过GPU运算的矫正，通过投影与实体沙盘完美重合，最终呈现出实现虚实结合的效果。
展项通过投影机的投影，交互沙盘系统综合各种技术进行了集中设计和呈现，形成一曲恢宏大气的沙盘交互曲。观众通过挖沙，堆积等方式自由操控沙盘中沙地的高低起伏，创造出不同的地形效果，当观众利用手或者其他物体到沙盘上方进行遮挡时，会出现水流效果，这些水流会汇聚形成河流，湖泊，而沙盘自身也会根据不同地形效果，标注出不同地形的等高线。
与传统沙盘的单一、刻板不同，本发明能根据用户的参与实时展现不同的场景，并根据用户的参与结果、实时对沙盘上对象进行标定，利用增强现实的手段丰富了实体沙盘展示的信息。
附图说明
图1为本发明生成系统模块构成图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
结合图1，本发明提供的一种实施例：地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统，其特征在于：整个系统由深度图像捕捉处理系统和互动图像生成系统两部分组成，深度图像采集和处理系统主要包括kinect深度图获取和opencv图像处理，图像处理包括沙面地形获取和参与人员的部分的分割和定位；成像系统包括地形生成、植被生成、水体生成和销毁和动物生成系统；
电脑连接Kinect2体感与投影机，投影机在实体沙盘表面投影出虚拟的图像；Kinect2体感吊挂在实体沙盘上方利用深度检测的方式获得实体沙盘的真实物理数据；
Kinect采集到的深度使用特定的阈值分割参与部分和沙盘部分，两部分内容分别传递给opencv模块并行处理，沙盘图像信号经过去噪、平滑等处理后传递给Direct11图像生成模块生成地形，植被生成模块根据地形起伏变化生成不同地貌，游客参与部分信号经过处理后定位，经过坐标系统映射后在对应的沙盘位置上生成水体，水体根据地形的变化发生流动和消失，动物生成系统丰富场景画面；
以机器视觉为基础，利用图像算法平滑优化深度图，最后分析出波峰波谷以及其它相关物理数据，由电脑实时建模产生虚拟的场景结合物理模拟，再经过GPU运算的矫正，通过投影与实体沙盘完美重合，最终呈现出实现虚实结合的效果。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (1)

1.地形精准捕捉系统和精细高清投影成像系统，其特征在于：整个系统由深度图像捕捉处理系统和互动图像生成系统两部分组成，深度图像采集和处理系统主要包括kinect深度图获取和opencv图像处理，图像处理包括沙面地形获取和参与人员的部分的分割和定位；成像系统包括地形生成、植被生成、水体生成和销毁和动物生成系统；
电脑连接Kinect2体感与投影机，投影机在实体沙盘表面投影出虚拟的图像；Kinect2体感吊挂在实体沙盘上方利用深度检测的方式获得实体沙盘的真实物理数据；
Kinect采集到的深度使用特定的阈值分割参与部分和沙盘部分，两部分内容分别传递给opencv模块并行处理，沙盘图像信号经过去噪、平滑等处理后传递给Direct11图像生成模块生成地形，植被生成模块根据地形起伏变化生成不同地貌，游客参与部分信号经过处理后定位，经过坐标系统映射后在对应的沙盘位置上生成水体，水体根据地形的变化发生流动和消失，动物生成系统丰富场景画面；
以机器视觉为基础，利用图像算法平滑优化深度图，最后分析出波峰波谷以及其它相关物理数据，由电脑实时建模产生虚拟的场景结合物理模拟，再经过GPU运算的矫正，通过投影与实体沙盘完美重合，最终呈现出实现虚实结合的效果。
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