项目的背景及目的
现有喷墨打印技术仅能在平面上进行，而对于大量诸如地形沙盘、风景区景点演示、城市规划等领域，目前仍普遍采用人工着色的方法。该方法存在加工时间长、色彩真实度低、产品一致性差、成本昂贵等缺点，很难满高精度的应用需求。为此，南开大学机器人与信息自动化研究所在平面喷绘技术的基础上，设计并实现了一套针对立体材质的彩色喷绘系统，该系统提高了对立体材质表面着色的速度、精度、色彩还原度，降低了加工费用。
技术原理与工艺流程
本项目由一体化全真地形模型加工系统、喷墨控制系统组成。
一体化全真地形模型加工系统利用三自由度直角坐标机器人系统作为全真地形模型加工平台。该平台采用真空吸附固定被加工对象，利用高精度滚珠丝杠进行传动，利用工控机和多轴机器人控制器进行加工轨迹规划和实时控制。
喷墨控制系统硬件上采用了双处理器外加FPGA的体系结构，软件体系结构由中央主控模块软件和喷头运动控制系统DSP模块软件组成。
中央主控模块软件由喷绘控制系统应用软件、LINUX操作系统及设备驱动程序三部分构成，其中LINUX操作系统的引入主要是为了简化对硬件资源的控制和方便喷绘控制系统应用软件的编程。喷绘控制系统应用软件的主要功能将在下一节详细叙述。
运动控制系统DSP模块软件由接口通信程序、运动控制主程序、运动控制算法及运动控制模块输入输出驱动程序四部分构成。接口通信程序提供与中央主控模块软件通信的接口通道；运动控制模块输入输出驱动程序负责运动控制系统模块中DSP与FPGA通信。
主要技术性能指标
从一体化小型化角度设计整个系统的体系结构，解决全真三维模型的加工与喷墨作业，保证系统具有高精度和色彩还原度。
主要技术指标：
• 系统外形尺寸：3000mm×2000mm×1800mm
• 最大加工面积：2500mm×1200mm×600mm
• 模型匹配精度 < 0.05mm
• 色彩分辨率 ：90～180dpi
• 整机重量：2000kg
• 支持卫星遥感影像数据包括TM、ETM、SPOT、ALOS、ASTER、IKONOS、QUICKBIRD（快鸟）、IRS-P6（印度星）等。
• 能够针对无人机航拍影像数据与GPS导航数据进行数据处理
• 保证原有各类数据来源的精度不变
• 色彩分辨率 ：90～180dpi
技术水平及用途
地理沙盘能形象、立体展示山地、河流、城镇、交通及单位部署及行动方案，不仅有使用价值，且有装饰和欣赏效果。地理沙盘系统可用来研究地形、确定部署、进行规划、指挥调度、研究方案、广告宣传等，是用户展示本单位建设成果和工作业绩的有力窗口，因而广泛运用于部队、政府机关、水利、交通、电力、人防、通信、公安、旅游、金融、国土资源、农业、房地产等部门以及需要的企业单位。应用行业：1.军事2.旅游区展示3.土地规划
应用前景分析及效益预测
随着国民经济的快速发展，对地理模型的需求量越来越大。传统地理模型采用纯手工制作，耗时长，成本高，本项目可以极大提高地理模型的制作水平，降低制作成本，并把原来手工制作需要长达数月的工作缩短到十几个小时。
现在地理模型制作每平米市场价格是万元以上，本项制作地理模型的成本可以控制在千元以下，具有极强的市场竞争力。