一种全息投影方法技术

本发明专利技术属于3D沙盘地图技术领域，具体公开了一种全息投影方法，包括：将三维地图导入至控制设备，控制设备对三维地图进行解析，得到每个区域位置的三维坐标；控制设备对每个区域位置的三维坐标中的高度距离进行解析得到基准面，根据基准面得到地图上各区域位置相对于基准面的相对高度；控制设备内设置有最高显示高度，控制设备能够自动缩放比例，若经缩放后的最大的相对高度超出最高显示高度，则调整缩放比例，直至经缩放后的最大的相对高度不超过最高显示高度；三维坐标根据调整后的缩放比例进行缩放；驱动机构带动点阵针单元运动；投影设备在立体沙盘上进行投影。设备在立体沙盘上进行投影。设备在立体沙盘上进行投影。

【技术实现步骤摘要】
一种全息投影方法


[0001]本专利技术属于3D沙盘地图
，尤其涉及一种全息投影方法。

技术介绍

[0002]在军事行动中，研判战场环境、分析战场态势、确立作战决心等都离不开沙盘的辅助。从生成技术上沙盘可分为两类：一类是由沙土或其他有形材料堆置而成的实体沙盘，另一类是通过计算机图形技术生成的电子沙盘。实体沙盘是实体环境的缩微景观，优点是逼真度高，水平静止摆放，指挥人员触手可及，非常便于现场进行态势推演和决策研究，缺点是需要多种制作材料进行堆置，且展现地幅受限，堆置费时费力，一旦战场改变，就需要重新堆置，原来的材料无法再利用；电子沙盘展现地幅不受限制，生成电子沙盘的时间成本较小，无需额外制作材料，因此电子沙盘得到了更多的应用。
[0003]现有技术中，在三维场景投影到现实物体上时，需要实现构建好该显示物体的几何模型，然后才会将虚拟的三维场景投影到该立体几何模型上，这样通过该立体几何模型，就可以使得用户在现实中看到虚拟的三维物体，实现现实增强。
[0004]但是现有技术这种方式容易受三维场景的限制，当三维场景较大或者场景较为复杂时，若采用人工的方式构建对应的立体几何模型，则会耗费大量的时间和劳动力成本，并且构建得到的立体几何模型结构相对固定，后续当三维场景发生切换时还需要耗费很多人工取调整拟合切换之后的三维场景，使得三维场景投影效果较差。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种全息投影方法，以解决现有的投影方式切换场景慢、投影效果不好的问题。
[0006]为了达到上述目的，本专利技术的技术方案为：一种全息投影方法，应用于全息投影系统，所述全息投影系统用包括控制设备、立体沙盘和投影设备，所述立体沙盘包括驱动机构和若干点阵针单元，所述驱动机构用于驱动所述点阵针单元升降；全息投影方法包括：
[0007]解析三维地图：将需要投影的三维地图导入至控制设备，所述控制设备对所述三维地图进行解析，得到每个区域位置的三维坐标；
[0008]解析数据：控制设备根据基准面得到地图上各区域位置相对于基准面的相对高度；
[0009]确定比例：控制设备内设置有沙盘的最大运动高度，控制设备能够自动缩放比例，若经缩放后的最大的相对高度超出最大运动高度，则调整缩放比例，直至经缩放后的最大的相对高度不超过最大运动高度；三维坐标根据调整后的缩放比例进行缩放；
[0010]控制立体沙盘：控制设备根据各区域位置缩放后的三维坐标确定对应的点阵单元以及点阵单元的高度数据，驱动机构根据高度数据带动对应点阵针单元运动并实现点阵单元的高度变化；
[0011]控制投影设备：投影设备在立体沙盘上进行投影。
[0012]进一步，在解析三维地图步骤中，所述控制设备将所述三维地图划分为多个地图板块；在解析数据步骤中，控制设备根据每个地图板块对应的基准面得到每个地图板块上各区域位置相对于该基准面的相对高度。
[0013]进一步，所述驱动机构包括摩擦件、升降台、驱动结构和沙盘基座，所述摩擦件上设有若干与所述点阵针单元一一对应的通孔，若干所述点阵针单元分别穿过摩擦件上的若干通孔；若干所述点阵针单元底部均固定在升降台上，所述驱动结构安装在沙盘基座上，所述驱动结构能够带动升降台运动；
[0014]每组所述点阵针单元包括单元柱体、长管和连接结构，所述单元柱体的底部与所述长管固定，所述长管能够通过与摩擦件之间的摩擦力固定在所述通孔内；所述连接结构用于实现长管与升降台的连接与分离。
[0015]进一步，所述连接结构包括磁铁、线圈和金属棒芯，所述磁铁固定在所述长管的底部，所述金属棒芯磁吸在所述磁铁的底部，所述线圈缠绕在金属棒芯上，所述金属棒芯底部固定在所述升降台上，所述线圈通电后能够改变所述金属棒芯的磁极。
[0016]进一步，所述单元柱体为正六边形柱体。
[0017]进一步，确定比例P具体方法为：
[0018]P＝H_m/(Z_mm*Map_scale/1000)
[0019]其中，Z_mm代表沙盘Z轴运动最大高度，单位毫米；Map_scale代表地图比例；H_m代表地图上最高高度，单位米；
[0020]若P≤1，沙盘模拟高度满足要求；
[0021]若P＞1，则需要放大地图比例，直至P≤1。
[0022]进一步，Z_mm代表沙盘Z轴运动最大高度，单位毫米；N代表投影仪的数量，N≥1；L为沙盘的长度，W为沙盘的宽度；投影设备在立体沙盘上进行投影的具体方法为：
[0023]将N个投影仪进行分层投影，计算沙盘每个层级的高度increment＝Z_mm/N，每个投影仪负责一个层级，所有投影仪都能完全覆盖其下面的所有层级；
[0024]N个投影仪的编号为i，i＝0,1,2
……
N
‑
1，编号为i的投影仪的聚焦深度Focus_i设置为increment*(i+d)，d为补偿数；聚焦深度Focus_i表示该投影仪的焦点设置在其负责层级的中心高度；
[0025]假设N个投影仪形成b*c的矩阵，b和c不能同时为0；则每个投影仪在x轴的距离为L/b，编号为i的投影仪在x轴上的位置Position_x_i＝(i+d)*L/b；每个投影仪在y轴的距离为W/c，编号为i的投影仪在y轴上的位置Position_y_i＝(i+d)*W/c。
[0026]本技术方案中立体沙盘的工作原理在于：控制设备启动沙盘时，驱动结构带动升降台上升到初始位，此时所有点阵针单元到达最高点且都处于同一位置高度，随后驱动结构带动升降台开始下降，由于金属棒芯与磁铁之间的磁力，因此单元柱体和长管也会一起向下运动，下降过程中各个点阵针单元的长管与摩擦件上小孔壁做滑动摩擦，当某个点阵针单元已到达计算规定位置高度时，给该点阵针单元对应的线圈通电产生磁场，使金属棒芯排斥磁铁，使得金属棒芯与磁铁、长管脱离，由摩擦件的静摩擦力使点阵针单元保持在固定位置高度。直至驱动结构带动升降台下降到最低位置，模拟出整个沙盘高低错落的地形结构。
[0027]本技术方案的有益效果在于：
[0028]①
本技术方案依靠驱动机构以及点阵针单元的配合，实现各个点阵针单元的高度控制，其结构简单，稳定性好，并且整个点阵针单元中只有摩擦件为耗材，因此可以定期对摩擦件进行更换，即可实现维护。更换摩擦件时，只需要将摩擦件、单元柱体取出(单元柱体下方的长管和磁铁也会一同取出)，取出后更换上新的摩擦件后，再将单元柱体(以及其下方的长管和磁铁)插入至摩擦件的通孔内直至磁铁与金属棒芯相吸即可。并且本技术方案的驱动机构能够解决由电机驱动带来的成本高、体积大、稳定性不好的问题。
[0029]②
本技术方案在切换地图显示时，只需要再次将全部点阵针单元抬高至最高点，然后再使升降台带动点阵针单元下降，当某个点阵针单元已到达计算规定位置高度时，线圈通电产生磁场，使铁棒芯排斥磁铁，使得铁棒芯与磁铁、长管脱离，由摩擦件的摩擦力使点阵针单元保持在固定位置高度。因此切换地图的时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种全息投影方法，其特征在于：应用于全息投影系统，所述全息投影系统用包括控制设备、立体沙盘和投影设备，所述立体沙盘包括驱动机构和若干点阵针单元，所述驱动机构用于驱动所述点阵针单元升降；全息投影方法包括：解析三维地图：将需要投影的三维地图导入至控制设备，所述控制设备对所述三维地图进行解析，得到每个区域位置的三维坐标；解析数据：控制设备根据基准面得到地图上各区域位置相对于基准面的相对高度；确定比例：控制设备内设置有沙盘的最大运动高度，控制设备能够自动缩放比例，若经缩放后的最大的相对高度超出最大运动高度，则调整缩放比例，直至经缩放后的最大的相对高度不超过最大运动高度；三维坐标根据调整后的缩放比例进行缩放；控制立体沙盘：控制设备根据各区域位置缩放后的三维坐标确定对应的点阵单元以及点阵单元的高度数据，驱动机构根据高度数据带动对应点阵针单元运动并实现点阵单元的高度变化；控制投影设备：投影设备在立体沙盘上进行投影。2.根据权利要求1所述的一种全息投影方法，其特征在于：在解析三维地图步骤中，所述控制设备将所述三维地图划分为多个地图板块；在解析数据步骤中，控制设备根据每个地图板块对应的基准面得到每个地图板块上各区域位置相对于该基准面的相对高度。3.根据权利要求1所述的一种全息投影方法，其特征在于：所述驱动机构包括摩擦件、升降台、驱动结构和沙盘基座，所述摩擦件上设有若干与所述点阵针单元一一对应的通孔，若干所述点阵针单元分别穿过摩擦件上的若干通孔；若干所述点阵针单元底部均固定在升降台上，所述驱动结构安装在沙盘基座上，所述驱动结构能够带动升降台运动；每组所述点阵针单元包括单元柱体、长管和连接结构，所述单元柱体的底部与所述长管固定，所述长管能够通过与摩擦件之间的摩擦力固定在所述通孔内；所述连接结构用于实现长管与升降台的连接与分离。4.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐竞，徐紫芯，
申请(专利权)人：重庆第五维科技有限公司，
类型：发明
国别省市：