三维数字沙盘LED显示系统的设计与实现

《三维数字沙盘LED显示系统的设计与实现》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、三维数字沙盘LED显示系统的设计与实现DesignandImplementationof3DDigitalSandboxLEDDisplaySystem学科专业：计算机技术工程研究生：马益龙指导教师：车明副教授天津大学计算机科学与技术学院二零零七年十一月摘要近年来，随着地理信息技术、科学计算可视化等相关学科的飞速发展，人们对地理信息显示的要求越来越高，地理信息的展示方式逐步由二维拓展到三维。[1]自古以来，实物沙盘就在军事、旅游、教学等方面有着广泛的应用，将丰富的地理信息数据形象直观的展示给用户，具有很强的立体视觉感、经济适用的特点。本系统将三维数字沙盘整体划分为

2、预处理端和执行端，预处理端将航空航天摄影测量获取的遥感数据或者通过多角度的照片拍摄，进行图像处理、建模分析等一系列策略，得出各个位置的高度信息和颜色信息，传输给三维数字沙盘的执行端，执行端在接收到预处理端的数据之后根据机械结构排列的顺序进行数据信息的解析和整理，借助三维数字沙盘系统的嵌入式控制器、机械装置模型和控制软件来展示出地理信息的高度和颜色。在实际的三维数字沙盘的使用场景中，为了沙盘能够形象地展示地理信息，沙盘柱子的全彩LED灯之间的走线隐藏内部的机械结构中，即使在沙盘动态运行的过程中也不暴露在外面。因此，为了帮助用户理解柱子之间的默认走线，并且能简单方便的

3、改变布线，本系统在开发过程中采用基于Unity3D模拟场景，获得现实中全彩LED灯走线的顺序，整理预处理端传输过来的RGB的颜色信息，灵活的改变各个位置全彩LED灯的显示颜色，增加了系统的易操作性和健壮性。在高度信息处理方面，一个基本的单元有4*4的16个长方体立柱组成的矩阵，每个长方体柱子高度有256个级别和33个像素点，通过多个基本单元的拼接后柱子集群上升的高度差和RGB颜色信息显示来展示选择区域的地形样貌。在上位机软件开发中用MFC界面对多个模块进行整合，随后通过以太网网口进行传输，使用CAN协议，由颜色信息驱动板控制LED封装模块串行数据传输显示，实现大规

4、模链路上LED灯的实时控制。在上位机端、PCB控制板、LED以及3D打印的长方体立柱上进行了大量的实践操作和实验过程中，实验结果验证了上位机软件和嵌入式控制板的合理性以及对环境地理信息处理的实用性。关键词：三维数字实体沙盘嵌入式终端上位机软件Unity3DIIIABSTRACTInrecentyears,withtherapiddevelopmentofgeographyinformationtechnology,remotesensingtechnology,scientificcomputingvisualizationandotherrelateddisci

5、plines,thedemandforgeographicinformationdisplayisgettinghigherandhigher,andthewayofdisplayinggeographicinformationisgraduallyextendedfromtwodimensionstothreedimensions.Sinceancienttimes,thephysicalsandtableinthemilitary,tourism,teachingandsohasawiderangeofapplications,therichimageofth

6、egeographicinformationdatadisplayedtotheuserintuitive,withastrongthree-dimensional,economicalandpractical,simpleproductionfeatures.Thesystemdividesthe3Ddigitalsandboxintothepreprocessingendandtheexecutiveend.Thepreprocessingsidetakesaseriesofstrategiessuchasremotesensingdataacquiredby

7、aerialaerialphotogrammetryorthroughmulti-anglephotographing,imageprocessingandmodelinganalysis.Theheightinformationandcolorinformationofeachpositionaretransmittedtotheexecutiveendofthethree-dimensionaldigitalsandtable.Afterthedataofthepreprocessingendisreceived,thedataisanalyzedandsor

8、tedac