一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，屬于仿真顯示技術(shù)領(lǐng)域。包括全息顯示單元、全視景圖像拼接處理系統(tǒng)、拼接框架，全視景圖像拼接處理系統(tǒng)的輸出連接到全息顯示單元上，拼接框架用于固定全息顯示單元。優(yōu)點(diǎn)在于，實(shí)現(xiàn)了高清晰、高對(duì)比度、無(wú)黑縫、無(wú)色差、鳥(niǎo)瞰式、立體化的實(shí)時(shí)全息顯示，對(duì)于實(shí)時(shí)立體監(jiān)控、作戰(zhàn)指揮、固定場(chǎng)景游戲具有重大意義。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于仿真顯示技術(shù)領(lǐng)域，特別提出了一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，在作戰(zhàn)指揮、虛擬現(xiàn)實(shí)、智慧城市、全息監(jiān)控、游戲娛樂(lè)、展覽展示等場(chǎng)所有非常廣泛的用途。
【背景技術(shù)】
[0002]沙盤(pán)是實(shí)景的微縮景觀(guān)，沙盤(pán)可以為決策者展示出地形地貌最直觀(guān)的形狀，廣泛應(yīng)用于作戰(zhàn)指揮、房地產(chǎn)、城市規(guī)劃設(shè)計(jì)、三維地圖等領(lǐng)域。通常的沙盤(pán)是由沙子根據(jù)地形、地貌的形狀堆積而成，然后在覆以顏色、微觀(guān)景觀(guān)，進(jìn)而比較完整地展現(xiàn)出實(shí)景的景觀(guān)。近代的沙盤(pán)制作呈現(xiàn)出了多樣化趨勢(shì)，包括:木材、塑料、金屬、廣電等復(fù)合材料制成的沙盤(pán)以及由前置投影復(fù)合地形幕布而成的電子沙盤(pán)等。近年來(lái)，隨著超高亮投影技術(shù)和多臺(tái)攝像機(jī)影像融合技術(shù)的發(fā)展，在軍事領(lǐng)域、智慧城市，甚至重要場(chǎng)地監(jiān)控領(lǐng)域，立體沙盤(pán)+前置投影+實(shí)時(shí)監(jiān)控影像融合的全息監(jiān)控開(kāi)始流行，以鳥(niǎo)瞰的方式實(shí)時(shí)監(jiān)控某一區(qū)域內(nèi)的動(dòng)態(tài)，相比平面影像式監(jiān)控，可以獲得更直觀(guān)、更真實(shí)的影像，對(duì)于提高正確判斷率、正確決策率無(wú)疑是有巨大幫助。以投影結(jié)合3D立體沙盤(pán)的方式實(shí)現(xiàn)全息監(jiān)控，3D立體沙盤(pán)的凹凸不平會(huì)使投影機(jī)的焦距無(wú)法準(zhǔn)確聚焦，投影圖像在高照度環(huán)境下的對(duì)比度、色彩飽和度不夠也是無(wú)法克服的，投影機(jī)光線(xiàn)的晃眼以及占用空間大、維護(hù)費(fèi)用高等等問(wèn)題也不可避免。
[0003]本發(fā)明提出了一種吻合地形地貌的全息顯示屏的制作方法，可以將影像從吻合地形地貌導(dǎo)像屏的背面投射到導(dǎo)像屏上并在導(dǎo)像屏的前面顯示出吻合地形地貌的影像。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于提供一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，其相較于采用投影機(jī)的系統(tǒng)，具有更高的清晰度、更長(zhǎng)的壽命、更低的維護(hù)費(fèi)用。
[0005]本發(fā)明的原理是以平板顯示器和吻合地形形狀的光纖導(dǎo)像屏組成系統(tǒng)的全息顯示部分；以計(jì)算機(jī)和針對(duì)指定區(qū)域的地形地貌的3D建模組成系統(tǒng)顯示的計(jì)算機(jī)圖形架構(gòu)部分；以覆蓋指定區(qū)域的多臺(tái)鳥(niǎo)瞰攝像機(jī)影像融合而成的指定區(qū)域的全景實(shí)時(shí)影像組成系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)影像顯示部分;將實(shí)時(shí)監(jiān)控影像融合進(jìn)入計(jì)算機(jī)3D建模的地形地貌之中，在吻合地形形狀的顯示屏上顯示出來(lái)，形成針對(duì)地形地貌的鳥(niǎo)瞰式實(shí)時(shí)全息視景。
[0006]本發(fā)明包括全息顯示單元1、全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2、拼接框架3，全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的輸出連接到全息顯示單元I上，拼接框架3用于固定全息顯示單元I。如圖1所示。其中，全息顯示單元I特指構(gòu)成本發(fā)明圖像顯示部分的大于I個(gè)的拼接在一起的全息顯示單元，拼接框架3特指與全息顯示單元1--對(duì)應(yīng)的拼接框架，全息顯示單元I的拼接方式可以是任意的，但針對(duì)特定的地形是以最接近地形比例的方式組合的，以盡量減少由全息拼接單元I組成的組合大屏之上的對(duì)地形圖的冗余部分。
[0007]本發(fā)明的全息顯示單元I包括平板顯示器11、吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12、強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶13;強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶13將平板顯示器11和吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12固定在一起，如圖2所示。本發(fā)明的平板顯示器11包括IXD液晶顯示屏、OLED顯示屏、QLED顯示屏、LED顯示屏等。本發(fā)明的吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12是由光纖傳導(dǎo)像素的導(dǎo)像屏，其形狀的成形方法包括按照地形形狀排列成型和按照地形形狀雕刻成型兩種，吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12的成型方法是先將等長(zhǎng)度的光纖參照Z(yǔ)L 2007 I 0176399.9《一種高增益透射屏幕》以及專(zhuān)利ZL2007 I 0176403.1《導(dǎo)光圖像放大屏幕》提出的方法將等長(zhǎng)度的光纖排列成長(zhǎng)方體形狀的光纖體，并定型，然后采用雕刻的方法，將長(zhǎng)方形光纖體雕刻成設(shè)定的3D立體浮雕的形狀，形成吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12。
[0008]本發(fā)明的全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2是具有全息顯示單元拼接功能、多路攝像機(jī)圖像融合功能、特定地形地貌3D計(jì)算機(jī)圖形建模和輸出功能的全視景圖像拼接處理系統(tǒng)。全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的圖像拼接器功能具備常規(guī)圖像拼接處理器的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的多路攝像機(jī)圖像融合功能具有將多個(gè)相鄰攝像機(jī)信號(hào)融合成為一個(gè)無(wú)縫整體圖像的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的計(jì)算機(jī)圖形處理功能具有3D計(jì)算機(jī)圖形建模、輸出的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的計(jì)算機(jī)圖像處理功能具有過(guò)濾靜態(tài)圖像而只顯示動(dòng)態(tài)影像的功能。全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的作用包括:可以將大于I個(gè)的全息顯示單元I的圖像拼接成為一個(gè)整體的大圖像;整屏顯示3D地形地貌圖形，且整屏顯示的計(jì)算機(jī)圖形顯示位置與全息顯示單元I上地形地貌的位置一一對(duì)應(yīng);融合實(shí)景監(jiān)控?cái)z像機(jī)影像并過(guò)濾(或淡化)掉靜態(tài)圖像而只將攝像影像中的動(dòng)態(tài)影像植入到與動(dòng)態(tài)影像位置相吻合的計(jì)算機(jī)3D地形地貌圖形之中，以保證整個(gè)大屏幕影像既吻合實(shí)時(shí)的監(jiān)控影像而大屏幕影像又無(wú)色差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的鳥(niǎo)瞰式全息動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
[0009]針對(duì)特定的地形地貌，其比例可能是不符合全息顯示單元I的組合比例的，為了保證完整地、按比例展現(xiàn)地形地貌，全息顯示單元I組合而成的組合大屏的邊緣部分會(huì)出現(xiàn)超出計(jì)算機(jī)3D建模圖形的部分，為了保證整屏影像的完美，這部分無(wú)實(shí)景影像的部分可以通過(guò)填色、填圖、填字來(lái)解決，也可以作為某一局部的放大圖像部分。具體實(shí)施時(shí)可以通過(guò)將3D地形地貌的計(jì)算機(jī)圖形圖幅設(shè)計(jì)為吻合全息顯示單元I組合而成的組合大屏的比例，其中3D地形地貌計(jì)算機(jī)圖形按正常比例放置于圖幅之中，在圖幅的沒(méi)有地形地貌的冗余部分可根據(jù)實(shí)際需要添加固定的或可實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化的內(nèi)容，內(nèi)容包括顏色、文字、影像、實(shí)時(shí)特寫(xiě)等，具體模板可根據(jù)用戶(hù)的要求就地制作，如圖3所示。
[0010]本發(fā)明的拼接框架3是滿(mǎn)足全息顯示單元I拼接的支撐(或懸掛)框架，為了消除全息顯示單元I熱脹冷縮對(duì)于全息顯示單元I之間拼接縫隙的影響，本發(fā)明的懸掛式的拼接框架3可參照專(zhuān)利ZL 2007 I 0176402.7《無(wú)縫拼接視頻墻》、專(zhuān)利ZL 2010 I 0612958.8《一種沉入式弧形虛擬現(xiàn)實(shí)顯示墻》的結(jié)構(gòu)實(shí)施。本發(fā)明的鋪在地面(或臺(tái)面)的拼接框架3按照如下結(jié)構(gòu)實(shí)施:拼接框架3接觸地面(或臺(tái)面)部分是通過(guò)其后面的四個(gè)可調(diào)節(jié)水平高度的滾珠31與地面(或臺(tái)面)接觸的，如圖4所示;在完成整屏拼接之后，四周需要增加邊框32、壓力彈簧33、壓板(或扁管)34對(duì)整屏進(jìn)行壓緊，熱漲時(shí)，壓縮壓力彈簧33使整屏無(wú)縫隙擴(kuò)展，冷縮時(shí)，在壓力彈簧的回彈力作用下自動(dòng)回位，如圖5所示。邊框32和壓板(或扁管)之間的距離可根據(jù)選用壓力彈簧33的長(zhǎng)度(或?qū)嵉厍闆r)自行設(shè)計(jì)，壓力彈簧的可壓縮距離按照大于整屏長(zhǎng)度的0.8%計(jì)算，壓力彈簧33的彈力應(yīng)按大于50Kg/mm選配，壓力彈簧33的直徑應(yīng)小于其所在位置的全息顯示單元I的厚度。
[0011]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)了高清晰、高對(duì)比度、無(wú)黑縫、無(wú)色差、鳥(niǎo)瞰式、立體化的實(shí)時(shí)全息顯示，對(duì)于實(shí)時(shí)立體監(jiān)控、作戰(zhàn)指揮、固定場(chǎng)景游戲具有重大意義。
【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1本發(fā)明的組成示意圖，其中，全息顯示單元1、全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2、拼接框架3。
[0013]圖2為全息顯示單元I的組成示意圖，其中，平板顯示器11、吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12、強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶13。
[0014]圖3為一種具體具體模板示意圖。針對(duì)地形地貌，用全息顯示單元I的拼接組合的，根據(jù)用戶(hù)的要求就地制作的具體模板。
[0015]圖4為拼接框架3的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，拼接框架3、調(diào)節(jié)水平高度的滾珠31。
[0016]圖5為整屏拼接結(jié)構(gòu)示意圖。其中，四周邊框32、壓力彈簧33、壓板(或扁管)34。
【具體實(shí)施方式】
[0017]根據(jù)圖1?5實(shí)施
[0018]本發(fā)明包括全息顯示單元1、全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2、拼接框架3，如圖1所示。其中全息顯示單元I特指構(gòu)成本發(fā)明圖像顯示部分的大于I個(gè)的拼接在一起的全息顯示單元，拼接框架3特指與全息顯示單元1--對(duì)應(yīng)的拼接框架，全息顯示單元I的拼接方式可以是任意的，但針對(duì)特定的地形是以最接近地形比例的方式組合的，以盡量減少由全息拼接單元I組成的組合大屏之上的對(duì)地形圖的冗余部分。
[0019]本發(fā)明的全息顯示單元I由平板顯示器11、吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12以及將平板顯示器11和吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12固定在一起的強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶13組成，如圖2所示。本發(fā)明的平板顯示器包括LCD液晶顯示屏、OLED顯示屏、QLED顯示屏、LED顯示屏等。本發(fā)明的吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12是由光纖傳導(dǎo)像素的導(dǎo)像屏，其形狀的成形方法包括按照地形形狀排列成型和按照地形形狀雕刻成型兩種，吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12的成型方法是先將等長(zhǎng)度的光纖參照Z(yǔ)L 2007 I 0176399.9《一種高增益透射屏幕》以及專(zhuān)利ZL 2007 I0176403.1《導(dǎo)光圖像放大屏幕》提出的方法將等長(zhǎng)度的光纖排列成長(zhǎng)方體形狀的光纖體，并定型，然后采用雕刻的方法，將長(zhǎng)方形光纖體雕刻成設(shè)定的3D立體浮雕的形狀，形成吻合地形形狀的導(dǎo)像屏12。
[0020]本發(fā)明的全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2是具有全息顯示單元拼接功能、多路攝像機(jī)圖像融合功能、特定地形地貌3D計(jì)算機(jī)圖形建模和輸出功能的全視景圖像拼接處理系統(tǒng)。全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的圖像拼接器功能具備常規(guī)圖像拼接處理器的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的多路攝像機(jī)圖像融合功能具有將多個(gè)相鄰攝像機(jī)信號(hào)融合成為一個(gè)無(wú)縫整體圖像的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的計(jì)算機(jī)圖形處理功能具有3D計(jì)算機(jī)圖形建模、輸出的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的計(jì)算機(jī)圖像處理功能具有過(guò)濾靜態(tài)圖像而只顯示動(dòng)態(tài)影像的功能。全視景圖像拼接處理系統(tǒng)2的作用包括:可以將大于I個(gè)的全息顯示單元I的圖像拼接成為一個(gè)整體的大圖像;整屏顯示3D地形地貌圖形，且整屏顯示的計(jì)算機(jī)圖形顯示位置與全息顯示單元I上地形地貌的位置一一對(duì)應(yīng);融合實(shí)景監(jiān)控?cái)z像機(jī)影像并過(guò)濾(或淡化)掉靜態(tài)圖像而只將攝像影像中的動(dòng)態(tài)影像植入到與動(dòng)態(tài)影像位置相吻合的計(jì)算機(jī)3D地形地貌圖形之中，以保證整個(gè)大屏幕影像既吻合實(shí)時(shí)的監(jiān)控影像而大屏幕影像又無(wú)色差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的鳥(niǎo)瞰式全息動(dòng)態(tài)監(jiān)控。
[0021]針對(duì)特定的地形地貌，其比例可能是不符合全息顯示單元I的組合比例的，為了保證完整地、按比例展現(xiàn)地形地貌，全息顯示單元I組合而成的組合大屏的邊緣部分會(huì)出現(xiàn)超出計(jì)算機(jī)3D建模圖形的部分，為了保證整屏影像的完美，這部分無(wú)實(shí)景影像的部分可以通過(guò)填色、填圖、填字來(lái)解決，也可以作為某一局部的放大圖像部分。具體實(shí)施時(shí)可以通過(guò)將3D地形地貌的計(jì)算機(jī)圖形圖幅設(shè)計(jì)為吻合全息顯示單元I組合而成的組合大屏的比例，其中3D地形地貌計(jì)算機(jī)圖形按正常比例放置于圖幅之中，在圖幅的沒(méi)有地形地貌的冗余部分可根據(jù)實(shí)際需要添加固定的或可實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)化的內(nèi)容，內(nèi)容包括顏色、文字、影像、實(shí)時(shí)特寫(xiě)等，具體模板可根據(jù)用戶(hù)的要求就地制作，如圖3所示。
[0022]本發(fā)明的拼接框架3是滿(mǎn)足全息顯示單元I拼接的支撐(或懸掛)框架，為了消除全息顯示單元I熱脹冷縮對(duì)于全息顯示單元I之間拼接縫隙的影響，本發(fā)明的懸掛式的拼接框架3可參照專(zhuān)利ZL 2007 I 0176402.7《無(wú)縫拼接視頻墻》、專(zhuān)利ZL 2010 I 0612958.8《一種沉入式弧形虛擬現(xiàn)實(shí)顯示墻》的結(jié)構(gòu)實(shí)施。本發(fā)明的鋪在地面(或臺(tái)面)的拼接框架3按照如下結(jié)構(gòu)實(shí)施:拼接框架3接觸地面(或臺(tái)面)部分是通過(guò)其后面的四個(gè)可調(diào)節(jié)水平高度的滾珠31與地面(或臺(tái)面)接觸的，如圖4所示;在完成整屏拼接之后，四周需要增加邊框32、壓力彈簧33、壓板(或扁管)34對(duì)整屏進(jìn)行壓緊，熱漲時(shí)，壓縮壓力彈簧33使整屏無(wú)縫隙擴(kuò)展，冷縮時(shí)，在壓力彈簧的回彈力作用下自動(dòng)回位，如圖5所示。邊框32和壓板(或扁管)之間的距離可根據(jù)選用壓力彈簧33的長(zhǎng)度(或?qū)嵉厍闆r)自行設(shè)計(jì)，壓力彈簧的可壓縮距離按照大于整屏長(zhǎng)度的0.8%計(jì)算，壓力彈簧33的彈力應(yīng)按大于50Kg/mm選配，壓力彈簧33的直徑應(yīng)小于其所在位置的全息顯示單元I的厚度。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，其特征在于，包括全息顯示單元(I)、全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)、拼接框架(3);全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的輸出連接到全息顯示單元(I)上，拼接框架(3)用于固定全息顯示單元(I); 所述的全息顯示單元(I)由平板顯示器(11)、吻合地形形狀的導(dǎo)像屏(12)、強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶13組成，強(qiáng)力無(wú)拉伸膠帶(13)組成將平板顯示器(11)和吻合地形形狀的導(dǎo)像屏(12)固定在一起。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，其特征在于，全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)是具有全息顯示單元拼接功能、多路攝像機(jī)圖像融合功能、地形地貌3D計(jì)算機(jī)圖形建模和輸出功能的全視景圖像拼接處理系統(tǒng);全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的圖像拼接器功能具備常規(guī)圖像拼接處理器的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的多路攝像機(jī)圖像融合功能具有將多個(gè)相鄰攝像機(jī)信號(hào)融合成為一個(gè)無(wú)縫整體圖像的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的計(jì)算機(jī)圖形處理功能具有3D計(jì)算機(jī)圖形建模、輸出的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的計(jì)算機(jī)圖像處理功能具有過(guò)濾靜態(tài)圖像而只顯示動(dòng)態(tài)影像的功能;全視景圖像拼接處理系統(tǒng)(2)的作用包括:將大于I個(gè)的全息顯示單元(I)的圖像拼接成為一個(gè)整體的大圖像;整屏顯示3D地形地貌圖形，且整屏顯示的計(jì)算機(jī)圖形顯示位置與全息顯示單元(I)上地形地貌的位置一一對(duì)應(yīng);融合實(shí)景監(jiān)控?cái)z像機(jī)影像并過(guò)濾或淡化掉靜態(tài)圖像而只將攝像影像中的動(dòng)態(tài)影像植入到與動(dòng)態(tài)影像位置相吻合的計(jì)算機(jī)3D地形地貌圖形之中，以保證整個(gè)大屏幕影像既吻合實(shí)時(shí)的監(jiān)控影像而大屏幕影像又無(wú)色差，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的鳥(niǎo)瞰式全息動(dòng)態(tài)監(jiān)控。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的吻合地形地貌的全息顯示系統(tǒng)，其特征在于，拼接框架(3)是滿(mǎn)足全息顯示單元(I)拼接的支撐或懸掛框架，為了消除全息顯示單元(I)熱脹冷縮對(duì)于全息顯示單元(I)之間拼接縫隙的影響，鋪在地面或臺(tái)面的拼接框架(3)按照如下結(jié)構(gòu)實(shí)施:拼接框架(3)接觸地面或臺(tái)面部分是通過(guò)其后面的四個(gè)可調(diào)節(jié)水平高度的滾珠(31)與地面或臺(tái)面接觸的；在完成整屏拼接之后，四周需要增加邊框(32)、壓力彈簧(33)、壓板或扁管(34)對(duì)整屏進(jìn)行壓緊，熱漲時(shí)，壓縮壓力彈簧(33)使整屏無(wú)縫隙擴(kuò)展，冷縮時(shí)，在壓力彈簧的回彈力作用下自動(dòng)回位;邊框(32)和壓板或扁管之間的距離根據(jù)選用壓力彈簧(33)的長(zhǎng)度設(shè)計(jì)，壓力彈簧的壓縮距離按照大于整屏長(zhǎng)度的0.8%計(jì)算，壓力彈簧(33)的彈力應(yīng)按大于50Kg/mm選配，壓力彈簧(33)的直徑應(yīng)小于其所在位置的全息顯示單元(I)的厚度。
【文檔編號(hào)】G06T3/40GK105894454SQ201610475498
【公開(kāi)日】2016年8月24日
【申請(qǐng)日】2016年6月25日
【發(fā)明人】白建榮, 俞陽(yáng), 白云綺, 李洪林
【申請(qǐng)人】北京方瑞博石數(shù)字技術(shù)有限公司