在军用领域,沙盘被广泛用于态势推演和作战研讨。随着计算机技术的飞速发展,为了满足在沙盘交互过程中的多元化、智能化、个性化需求,电子沙盘应运而生。通过电子沙盘,研讨人员能够对战场进行协同标绘和协同交互,大大提升了研讨的效率。然而,现有的电子沙盘主要基于触屏或二维投影的方式呈现,在异地协同标绘的过程中存在指挥员沟通不便、标绘显示不直观、交互方式不自然等问题。为解决传统电子沙盘协同标绘存在的问题,本文设计了基于增强现实的电子沙盘协同标绘系统。本文的主要研究内容和创新成果包括:(1)研究和实现了基于增强现实的电子沙盘系统。系统包括场景建模、标绘功能模块、多人协同模块、自然交互模块以及动作重构模块,并通过这些模块实现了常用的军事沙盘研讨功能。测试结果表明该系统能够满足沙盘研讨中的基本功能需求。(2)研究和实现了面向增强现实电子沙盘的协同标绘技术。系统通过场景共享技术共享电子沙盘并通过多通道自然交互技术对标绘过程进行控制。用户通过自然交互方式在电子沙盘上进行标绘时,标绘结果会实时同步给其他用户。同时针对协同标绘过程中的多并发和冲突问题设计了并发控制以及冲突消解策略。测试结果显示,任何一个用户通过自然交互标绘的结果都会实时在其他用户的场景中还原显示。(3)为实现多人协同标绘,提出了一种面向协同标绘的多人动作重构技术。技术分为两部分,一是面向协同标绘的多用户检测跟踪算法,二是基于改进残差网络(Residual Neural Network,ResNet)的人体三维动作重构算法。首先基于YOLOv2进行多用户的检测,基于无损卡尔曼滤波进行多用户的跟踪;然后将定位到的每个用户输入到改进的ResNet网络中进行三维姿态估计,并通过结合运动学和时空约束的方式进行人体运动的重定向,驱动虚拟化身的运动。实验结果表明,该算法能够有效地对协同标绘中的常见动作进行动作重构,并能够实现对多人的支持。论文研究和实现了一个增强现实电子沙盘系统,并针对应用中的协同标绘需求研究和实现了多人协同标绘与动作重构技术。通过这些技术能够拓宽增强现实电子沙盘的应用场景,增强电子沙盘交互的实用性和直观性,提高协同标绘过程的效率和沉浸感。