简化版蚁利全息投影沙盘互动系统人机交互软件框架开发

以下是一个基于Python的简化版全息投影沙盘互动系统人机交互软件框架示例。请注意这需要根据具体硬件接口进行调整，实际开发需结合设备SDK和三维渲染引擎（如Unity/Unreal）：

# -*- coding: utf-8 -*-
import sys
import time
import threading
import serial  # 用于串口通信
import socket  # 用于网络控制
from PyQt5.QtCore import Qt, QTimer
from PyQt5.QtWidgets import QApplication, QWidget
from gestures import GestureRecognizer  # 需要手势识别库

class HolographicSandTable:
    def __init__(self):
        # 硬件初始化
        self.projector = ProjectorController("192.168.1.100")  # 网络投影控制
        self.touchscreen = TouchInput("/dev/ttyUSB0")  # 触摸屏设备
        self.motors = MotorController(port='COM3', baudrate=115200)  # 机械控制
        
        # 三维模型数据
        self.terrain_model = None
        self.current_scale = 1.0
        self.rotation = [0, 0]
        
        # 交互系统初始化
        self.gesture_recognizer = GestureRecognizer()
        self.init_ui()

    def init_ui(self):
        self.app = QApplication(sys.argv)
        self.window = InteractiveWindow()
        self.window.touchEvent = self.handle_touch
        self.timer = QTimer()
        self.timer.timeout.connect(self.update_display)
        self.timer.start(30)  # 30ms刷新周期

    def handle_touch(self, event):
        """处理触摸输入"""
        touch_points = self.touchscreen.get_points()
        
        # 手势识别
        gesture = self.gesture_recognizer.analyze(touch_points)
        
        if gesture == "pinch_zoom":
            self.adjust_scale(gesture.params['scale'])
        elif gesture == "rotate":
            self.rotate_model(gesture.params['angle'])
        elif gesture == "tap":
            self.handle_selection(touch_points[0])

    def adjust_scale(self, factor):
        """调整模型比例"""
        self.current_scale *= factor
        self.projector.set_scale(self.current_scale)
        self.motors.adjust_height(self.current_scale)  # 同步调整物理沙盘高度

    def rotate_model(self, angle):
        """旋转模型"""
        self.rotation = [angle[0], angle[1]]
        self.projector.set_rotation(angle)
        self.motors.rotate_base(angle)  # 同步旋转沙盘底座

    def update_display(self):
        """刷新投影显示"""
        # 与三维引擎交互更新画面
        self.projector.update_frame(self.terrain_model)

    def run(self):
        self.projector.power_on()
        self.motors.initialize()
        sys.exit(self.app.exec_())

class ProjectorController:
    """网络投影控制类"""
    def __init__(self, ip):
        self.sock = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_STREAM)
        self.sock.connect((ip, 6000))
    
    def set_scale(self, scale):
        self.sock.send(f"SCALE:{scale}\n".encode())
    
    def set_rotation(self, angle):
        self.sock.send(f"ROTATE:{angle[0]},{angle[1]}\n".encode())
    
    def update_frame(self, model_data):
        # 此处需对接三维渲染引擎
        pass

class MotorController:
    """串口电机控制类"""
    def __init__(self, port, baudrate):
        self.ser = serial.Serial(port, baudrate, timeout=1)
    
    def adjust_height(self, scale):
        # 根据比例调整升降电机
        self.ser.write(f"H{int(scale*100)}\r\n".encode())
    
    def rotate_base(self, angle):
        # 控制旋转电机
        self.ser.write(f"R{angle[0]},{angle[1]}\r\n".encode())

if __name__ == "__main__":
    system = HolographicSandTable()
    system.run()

需要配合以下硬件组件：

1. 蚁利定制触摸屏（需提供SDK接口）
2. 全息投影设备（如：HoloLens或定制光场投影）
3. 电动沙盘机械结构（带步进电机控制）
4. 三维渲染服务器（建议使用Unity/Unreal Engine）

扩展功能建议：

1. 增加AR手势识别模块（可使用MediaPipe或OpenCV）
2. 集成语音控制模块
3. 添加多点触摸轨迹预测算法
4. 实现沙盘物理模拟（可用Box2D/PhysX）
5. 开发内容管理系统（CMS）用于载入不同场景

实际开发时需要：

1. 根据硬件接口协议修改通信部分
2. 集成三维渲染引擎的API调用
3. 添加详细的异常处理机制
4. 实现设备状态监控模块
5. 开发校准和调试界面

请根据具体硬件规格调整通信协议和参数，并添加适当的安全机制和异常处理。