專利名稱：基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種航海模擬器視景中的號燈顯示方法，更具體地說，涉及一種基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法。
背景技術(shù)：
號燈和號型是用來表不船舶種類、大小、動態(tài)和工作性質(zhì)的燈光和型體。號燈和號型是互見中船舶避碰的主要信息來源[1]。航海模擬器中號 燈的控制(開啟或關(guān)閉)通過號燈、號型和甲板燈控制臺中號燈控制板來操作，號燈和甲板燈控制臺中同時(shí)設(shè)有甲板燈控制板，實(shí)施甲板燈開啟和關(guān)閉。航海模擬器中號燈、號型以及甲板的照明都是通過視景系統(tǒng)來體現(xiàn)的。夜間顯示號燈，白天顯示號型。對船舶而言，號燈的控制(開啟或關(guān)閉)、號型以及甲板燈的控制(開啟或關(guān)閉)通過號燈、號型、甲板燈控制臺中各自的控制板加以控制，視景系統(tǒng)采集上述控制信號顯示或關(guān)閉船舶的號燈，懸掛或撤除相應(yīng)的號型，甲板燈開啟時(shí)能將對應(yīng)的甲板照亮。需要說明的是，對本船舶號燈、號型控制板的操作，在本船舶的視景系統(tǒng)中一般是察覺不到的，唯一例外的是甲板燈的開啟或關(guān)閉，在本船舶視景中船舶船艏部分可以觀察到。目標(biāo)船的號燈、號型、甲板燈控制由教練員在教練員站加以控制，這時(shí)如果目標(biāo)船與本船舶互見，在本船舶的視景系統(tǒng)中可以得到體現(xiàn)。由于高品質(zhì)航海模擬器是一種多船舶系統(tǒng)，仿真過程中其他船舶若與所述船舶互見，當(dāng)其他船舶對各自號燈、號型控制板實(shí)施操作時(shí)，通過所述船舶的視景系統(tǒng)可以觀察得到?，F(xiàn)有技術(shù)中，根據(jù)船舶的種類、尺度、狀態(tài)和工作性質(zhì)確定號燈號型細(xì)節(jié)后，接下來的工作需要在船舶三維模型中增加號燈、號型模型部分。航海模擬器運(yùn)行過程中，根據(jù)船舶的狀態(tài)和工作性質(zhì)，顯示正確的號燈、號型，這種方法稱為基于幾何的繪制[2]。通過三維建模方式顯示號燈的方法由于受實(shí)時(shí)顯示要求的制約以及燈光建模的不確定性，很難做到足夠真實(shí)。參考文獻(xiàn)如下[I]吳兆麟.船舶避碰與值班(第3版)[M].大連大連海事大學(xué)出版社，2008.[2]饒滾金.航海模擬器中三維視景的實(shí)用化研究[D].碩士學(xué)位論文，大連大連海事大學(xué)，1999.

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對以上提出的問題，提供一種基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示的方法?！N基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，包括以下步驟SI、通過號燈號型表確定船舶號燈的細(xì)節(jié)，并形成一張?zhí)枱袅斜?，號燈包括桅燈、舷燈、尾燈和環(huán)照燈；S2、根據(jù)船舶當(dāng)前位置、航向，通過旋轉(zhuǎn)、平移變換確定船舶任一號燈的準(zhǔn)確位置，更新步驟SI中的號燈列表；S3、遍歷更新后的號燈列表，判斷確定需要顯示的號燈，形成瞬時(shí)號燈顯示列表；
S4、遍歷瞬時(shí)號燈顯示列表，采用基于圖像的方法繪制全部號燈；在步驟S3中確定需要顯示的號燈，按照如下步驟進(jìn)行S31、根據(jù)船舶的每種號燈的水平位置(Xl，yi)和其他船舶中觀測者水平位置(Xe, ye)，求得船舶號燈水平位置至他船舶中觀測者水平位置的單位矢量Vle，
權(quán)利要求
1.一種基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，包括以下步驟 51、通過號燈號型表確定船舶號燈的細(xì)節(jié)，并形成一張?zhí)枱袅斜?，號燈包括桅燈、舷燈、尾燈和環(huán)照燈； 52、根據(jù)船舶當(dāng)前位置、航向，通過旋轉(zhuǎn)、平移變換確定船舶任一號燈的準(zhǔn)確位置，更新步驟SI中的號燈列表； 53、遍歷更新后的號燈列表，判斷確定需要顯示的號燈，形成瞬時(shí)號燈顯示列表； 54、遍歷瞬時(shí)號燈顯示列表，采用基于圖像的方法繪制全部號燈； 在步驟S3中確定需要顯示的號燈，按照如下步驟進(jìn)行 531、根據(jù)船舶的每種號燈的水平位置(Xl，yi)和其他船舶中觀測者水平位置(xe，ye)，求得船舶號燈水平位置至他船舶中觀測者水平位置的單位矢量Vle，
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，船舶號燈的細(xì)節(jié)包括垂向位置、間距，水平位置、間距，水平光弧范圍、顏色和能見距離，它們均可從號燈號型表中查取。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，紋理圖片離線生成，所述紋理圖片為照片或圖形生成算法生成的圖形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，在生成紋理圖片時(shí)，加上天氣狀況的影響效果。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，其特征在于，在步驟S42中，確定預(yù)定義矩形的大小采用如下策略設(shè)號燈的能見距離為I ;需要繪制的號燈與視點(diǎn)的距離為s ;去透視效果補(bǔ)償距離為m，m的取值范圍為·0. 25nmail ^ m ^ 0. 75nmail ;根據(jù)號燈燈罩外形確定預(yù)定義矩形的大小，當(dāng)0 < s < m時(shí)，保持預(yù)定義矩形的大小不變；當(dāng)m < s < 1-m時(shí)，對預(yù)定義矩形的大小做去透視效果補(bǔ)償，即將預(yù)定義矩形的長與寬分別乘以s，以保持預(yù)定義矩形的大小不隨s的增大而縮??；當(dāng)1-m < s ^ I時(shí)，不再采用去透視效果補(bǔ)償，讓繪制的燈光圖形隨s的增大而逐漸縮小直至s=l后消失。
全文摘要
本發(fā)明提供一種基于圖像的航海模擬器視景中號燈顯示方法，該方法包括以下步驟S1、通過號燈號型表確定船舶號燈的細(xì)節(jié)，并形成一張?zhí)枱袅斜?；S2、根據(jù)船舶當(dāng)前位置、航向，通過旋轉(zhuǎn)、平移變換確定船舶任一號燈的準(zhǔn)確位置，更新步驟S1中的號燈列表；S3、遍歷更新后的號燈列表，判斷確定需要顯示的號燈，形成瞬時(shí)號燈顯示列表；S4、遍歷瞬時(shí)號燈顯示列表，采用基于圖像的方法繪制全部號燈。實(shí)施本發(fā)明，具有以下有益效果通過在預(yù)定義矩形上貼號燈紋理圖片，并對號燈顯示的區(qū)域大小采用了去透視效果補(bǔ)償，使所顯示的號燈具有更強(qiáng)的真實(shí)感，由于采用了實(shí)時(shí)計(jì)算的方法判斷是否應(yīng)顯示相應(yīng)的號燈，使該方法更為簡便、可靠。
文檔編號G09B29/10GK102789739SQ20121023761
公開日2012年11月21日 申請日期2012年7月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年7月10日
發(fā)明者任俊生, 任鴻翔, 劉秀文, 孫霄峰, 尹勇, 張新宇, 張顯庫, 張秀鳳, 神和龍, 肖方兵, 谷偉, 金一丞 申請人:大連海事大學(xué)