[实用新型]一种基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种基于深度体感摄影机的导盲杖，属于计算机人工智能和自动化控制领域，可应用地理科普教学，产品展示的增强现实。相比较其它沙盘装置，具有可以实时改变的特点，具有更强的交互性、仿真度的特点。

背景技术

本交互式模拟仿真沙盘涉及到人工智能领域，自动控制等领域，和其他电子沙盘比具有更为智能、更好交互性，拥有很强的用户体验，在很多行业中都有应用价值。

计算机图像识别是一门研究如何使机器“看”的科学，更进一步的说，就是指用摄影机和电脑代替人眼对目标进行识别、跟踪和测量等机器视觉，并进一步做图形处理，使电脑处理成为更适合人眼观察或传送给仪器检测的图像。

人工智能是近年来出现的高新技术，它企图了解智能的实质，并生产出一种新的能以人类智能相似的方式做出反应的智能机器，该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。人工智能的理论和技术日益成熟，应用领域也不断扩大。

Kinect是微软公司研制的一款体感外设，实际上是一种深度摄影机。该设备共有3个摄像头，中间是RGB彩色摄像头，左右两边分别为红外投影机(红外线发射器)和红外摄像头(CMOS红外感应设备)，用于深度探测。

发明内容

本实用新型的目的是：提供基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘，通过改变沙盘内沙子的形状，可以实时模拟出不同的地貌特征。演示棒在沙盘内的不同位置，系统可以告诉我们沙盘所模拟的地理名称并模拟出相应地理特征所具有的特征声音。此多媒体交互电子沙盘价格低廉，与其它电子沙盘比更为智能、具有更好的实时性和交互性，操作简单，在不同领域都可以应用。

一种基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘，其特征在于：该沙盘包含深度摄影机kinect单元，投影机单元，数据处理单元，沙盘单元，演示棒，声音输出单元；kinect深度摄影机与数据处理单元相连接，把实时采集的沙盘深度数据和RGB数据传递给数据处理单元；投影机单元与数据处理单元相连接，可以输出经过数据处理单元处理的颜色信息到沙盘上，使原本凸凹不平的细沙沙盘呈现出平原，湖泊、山川等图像；数据处理单元是一台安装交互沙盘处理程序计算机，与kinect，投影机，声音处理单元相连接，通过对深度数据的计算识别出沙盘各个点的深度信息，对不同深度信息进行颜色配对，把生成的颜色信息通过投影机投射到沙盘上，使凸凹不平的沙盘上显现出高山、平原、河流和湖泊等地理特征信息；沙盘单元是盛满细沙的真实沙盘，通过使用者改变沙盘内细沙的形状，来模拟地貌特征；声音输出单元是与数据处理单元相连接，把数据处理单元产生的声音信息输出给使用者；演示棒单元是一根普通的顶端涂红的指挥棒，当演示棒的红色端点指到沙盘所模拟的地貌特征时，通过kinect对指挥棒的信息采集和数据中心的处理，可以播报地貌特征的名字和相应地貌特征的特征声音，增强交互性。

在上述技术方案中，本实用新型基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘在实际应用中，kinect距离沙盘最高点要高于1.2米才能准确采集出整个沙盘内沙子的深度信息。投影机可以使用短焦投影机，与kinect并排悬吊在沙盘上方。通过实时改变沙盘内沙子的高度变化来模拟出地理特征的高低变化，数据处理中心对沙子高度的测量和颜色的匹配，用投影机把颜色投射到沙子上，形成相应地貌特征图像。本实用新型有以下优点：第一，通过数据处理单元的计算可以识别出沙盘内各点的高度信息，并把不同高度用不同颜色通过投影机单元投射到沙盘上，形成仿真的地理沙盘；第二，基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘可以实现沙盘的实时变化，仿真声音的输出，增强了用户使用体验；第三，系统模块化可以拆分，可移动性强，不受约束。

附图说明

图1为本实用新型所述的一种基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘的一个具体实施的结构示意图。

具体实施方式

结合附图对本实用新型做进一步说明：由图1所示，一种基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘的结构示意图，其中Kinect单元1，投影机单元2，悬挂在仿真沙盘上方，与数据处理单元3相连接，声音输出单元4悬挂在沙盘两侧并与数据处理单元3相连接；盛满细沙的真实沙盘单元5，用于模拟地貌；演示棒6，用于对地貌的演示。

本实施例是一种基于kinect深度摄影机的交互式模拟仿真沙盘，用户需要在Kinect单元的有效范围内，实时把采集的深度数据、RGB数据传给数据处理单元，数据处理单元根据深度数据计算出每个点的深度值并把不同深度值得点赋以不同的颜色值，通过投影机投射到沙盘上形成高山、平原、湖泊等不同颜色的地貌特征。演示棒端点可以在演示的时候把端点所在位置信息播报给使用者，增强交互性，具有更好的用户体验。