光影追踪投标技术文档0710.docx
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光影追踪投标技术文档0710
光影追踪展项深化设计书
主题展区：
展项名称：
光影追踪
1、展示内容、原理、目的
如展品效果图所示，当游客进入展区，圆形的光斑便将游客圈住，并尾随游客跑动、如同游客的影子一般。
该效果类似于舞台灯光，但与舞台灯光不同，舞台追光灯是在幕后由舞台工作人员手动控制，达到跟随演员的效果，而光影追踪系统完全是自动跟踪游客的。
通过这种展示效果，让游客在娱乐中，认识到机器也可以被赋予人眼一样的视觉功能，机器也可以发现目标，并跟踪目标。
2、展品效果图
3、展示和操作方式
展项运用图像处理与运动跟踪技术，来实时跟踪摄像机场景中的观众，观众可通过在场景内运动的方式来体验光跟随自己运动的效果。
参与人数：
多人参与，指定一人被跟踪
参与时间：
几分钟至几十分钟
操作说明：
1.参与者来到展区阅读相关操作说明；
2.参与者通过观看场景中人被光跟踪或者自己被跟踪，来体验现在跟踪技术趋向于人眼的功能。
4、技术设计
4.1组成和结构
光影追踪及整个展项主要由2部分组成：
图像处理系统、光跟踪系统。
1）图像处理系统系统由计算机、摄像头装置，显示器组成，游客在摄像机场景中运动时，通过图像采集，把人体运动部分提取出来，并对其连续运动进行图像处理。
2）光跟踪系统：
由运动卡配上光源，通过场景位置，并控制运动卡相应运动到对应人体在摄像机场景位置，来实现光的跟踪。
4.2控制系统
光影追踪展项采用图像采集并处理技术，通过人运动的信息来控制光跟踪的信息，计算机根据获取的信息进行运算，调用光源进行跟踪，形成光源跟随人体运动进行演示。
4.3展项控制过程和技术数据（参数）描述
4.3.1数据流程分析
数据流程图：
4.3.2系统逻辑分析
A系统逻辑分析图
B逻辑图分析说明
（1）图像采集系统：
采集参与者的图像信号并传给计算机供系统处理。
（2）程序处理系统：
接收图像信号，图像算法处理找出人体运动中心位置。
（3）光源跟踪系统：
通过人体运动中心位置相应光源位置进行控制光源运动。
4.3.3管理员操作分析
A日常管理操作
a操作流程图
b操作步骤说明
（1）管理员把总电源打开
（2）管理员启动计算机，系统将会自动启动体验系统并进行一天的工作
（3）管理员按动程序关闭信号，系统将自动退出程序并自动关机
（4）管理员关闭总电源
B体验操作过程
a程序操作流程图：
光影追踪程序的操作步骤说明：
1.管理员开启计算机。
2.就绪后，游客进入摄像范围内。
3.跟踪其中一人运动。
4.选中一人进行跟踪，然后自动跟踪。
5.体验结束直至管理员关机。
4.3.4与外部设备接口
⑴运动控制卡接口：
是负责运动控制卡在二维平面上转动
⑵视频图像采集卡接口：
支持视频图像采集
⑶显示卡接口：
支持视频图像实时显示
4.3.5软件适应能力
⑴运行环境：
WindowsXP操作系统，2GB或以上内存，支持立体显示显卡，支持2.1声道声卡；
⑵日常管理：
开机之后，系统自动运行体验程序，需要管理员参与；
⑶操作简单：
当游客走入摄像机视觉范围内，选定其中一游客便自动跟踪直至其离开可视场地。
4.3.6程序结构框架
A整体结构框图
B程序设计流程图及功能的描述
程序设计框图如下：
4.3.7I/O信号
（1）输入（每个操作台）
视频信号--------------------------------RGB信号1个
（2）输出（每个操作台）
运动控制信号---------------------------------运动控制信号1个
音频信号---------------------------------Audio信号1个
4.3.8出错处理机制
本系统由硬件和软件两部分组成，每部分都有自己的出错处理机制。
（1）硬件
硬件出错原因大多在于通信板卡的通信错误，为避免误动作，通过一定的位置校验处理方法，当硬件出现错误时，能判断出出错信号并作出相应的反应，既能保证数据传输的可靠性，又能不牺牲速度。
（2）软件
由于本程序对实时性的要求较高，程序中采取把错误和错误处理分开的方法，对于一些非关键性错误首先进行恢复，无法恢复的尝试跳过，无法跳过的则弹出错误信息，同时释放各类资源，退出程序。
对于一些关键性错误，比如说被零除等则直接弹出错误原因，释放资源并退出程序。
4.3.9数据备份与恢复
当软件完成并通过测试符合要求后。
我们将在工程电脑上安装软件，然后安装一健还原灵，对整个系统盘和程序进行备份。
当系统出现故障或者软件遭到破坏时，就重启电脑后对整个系统和程序文件进行还原，非常方便和快捷。
5、图纸
图号图纸名称
总成图GYZC-00-00
5.2电气类图纸
电气部分设计图纸共4张，详见附录一《光影追踪设计图册》
图号图纸名称
电气框图GYZC-01-00
电气接线图GYZC-01-01
电气原理图GYZC-01-02
控制原理图GYZC-01-03
5.1机械类图纸
机械类部分设计图纸共5张，详见附录一《光影追踪设计图册》
6、对布展接口技术需求
6.1布展占用平面空间尺寸（长×宽×高）：
地面：
8000mmX6000mmX6000mm
6.2电源需求：
单相三线电（220V/AC）接至展项电源接口安装位置处，功耗约2KW。
6.3供水需求：
无
6.4建筑地面需求：
地面平整。
6.5特殊环境需求：
无
6.6消防需求：
必须具备必要的消防设备。
6.7灯光照明需求：
展项现场为普通场馆照明。
6.8网络接口要求：
无
6.9承载/偏载/重载/动荷载需求：
≥250kg/m2
6.10悬挂（吊）及连接需求：
有
6.11展项外需布展制作的图文板（种类、数量、图文说明）：
我方制作
6.12地台、围栏或护手、封闭空间：
无
6.13其它需求：
1）在网络接口及电源位置图上指定处，安装AC220伏（3＋2）电源插座二个，单个功率
2kw，提供计算机等设备电源。
2）按照电气布管图的要求，在装饰墙上预留各种电气、信号管道。
3）电源的接地工程必须确保可靠。
4）要保证装饰墙的强度，因为展品造型需要采用螺栓与装饰墙进行连接。
7、主要设备（材料）清单
《光影追踪》主要材料设备清单
序号
物品名称
单位
数量
厂家
1
主机
台
1
联想
2
摄像机
台
1
陕西维视
3
广角镜头
个
1
陕西维视
4
USB-DMX512转换器
个
1
东莞小鱼电子
5
视频采集卡
张
1
深圳天敏
6
DMX512数据线
条
1
东莞小鱼电子
7
扫描灯
台
1
广东田美
8
运动控制卡
个
1
深圳大众为兴
9
伺服电机
台
2
深圳大众为兴
10
控制装置
个
1
订做
8、备品（备件）、专用工具清单
《光影追踪》备品备件清单
序号
物品名称
单位
数量
厂家
1
无
9、管理及保养
9.1现场管理方式（管理人员需求）：
本展项为全开放参与方式。
游客按数量参与，人数以少于十人为宜，太多会影响跟踪效果，其中一人在操作台前进行操作选取要跟踪的人，可由计算机计算并进行相应演示，其他游客在旁观看。
9.2维护保养需求：
本展项设备由计算机、显示器、摄像头、控制板块模块等组成。
展教员需要每天在开机后检查显示是否正常。
平时展教人员正确指导游客参与方式；
展教工作人员需要负责计算机、显示器、操作柜等贵重物品的管理，定期对计算机等专业设备进行维护，对音像信号线路进行检测；
9.3安全性需求：
无
10、展项图文板（我方制作）
11、验收标准
视听软件：
1）互动画面生动，实时，连贯性好
2）完善的说明及技术文挡
控制软件：
1）操作界面美观
2）功能操作简单
3）安装简单
4）完善的说明及技术文挡
内容：
1）实时图像生成软件
2）集成控制软件
3）WINDOWS操作系统
4）使用说明文档（电子/文本一式两份）
硬件器材：
1）最优化的技术规格选型，运行稳定可靠
2）安装、操作简单
3）安全性好
4）完善的说明及技术文挡
机械设备：
1）美观
2）安全性好
3）安装简单
4）可维护性好
5）完善的说明及技术文挡
内容：
1）硬件设备（详见硬件设备清单）
2）使用说明及技术文档（电子/文本一式两份）
3）设备接线说明
12、音、视频多媒体设计报告
12.1多媒体剧本
无
12.2多媒体界面设计
无
12.3多媒体操作流程图
无
12.4多媒体脚本
无
12.5运行环境、开发软件
12.5.1软件的运行环境
①操作系统：
WindowsXP
②编程工具：
MicrosoftVisualC++6.0、OpenCV1.0。
12.5.2软件介绍
①MicrosoftVisualC++6.0：
VC++6.0是一个基于Windows操作系统的可视化集成开发环境（integrateddevelopmentenvironment,IDE），此开发环境由许多组件组成，包括编辑器、编译器、调试器、以及程序导向AppWizard、类向导ClassWizard等开发工具。
这些组件通过一个名为DeveloperStudio的组件集成为和谐的开发环境。
②OpenCV1.0是一个基于C/C++语言的开源图像处理函数库,其代码都经过优化，可用于实时处理图像,具有良好的可移植性,可以进行图像/视频载入、保存和采集的常规操作,具有低级和高级的应用程序接口（API,提供了面向IntelIPP高效多媒体函数库的接口，可针对你使用的IntelCPU优化代码，提高程序性能。
12.6系统功能分析
本展项光影追踪采用图像处理和光运动追踪两种技术，在摄像头视觉范围内跟随游客互动，如影相随。
让游客体验到现代科技的智能化能模拟出近人眼的一些功能。
①检测外部设备
程序启动过程时检测外部设备的工作情况，如果正常则程序可以启动。
否则，程序退出
②参与者通过在场地内随意走动
③演示光随人动的效果
④体验至游客离开场地结束
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