船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，（1）將雷達(dá)顯示的內(nèi)容劃分為若干顯示層，各顯示層之間相互獨(dú)立；（2）根據(jù)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)將所述顯示層按照一定順序融合繪制到雷達(dá)屏幕上。本發(fā)明將雷達(dá)的顯示內(nèi)容分別安排到各個(gè)顯示層，每個(gè)顯示層根據(jù)旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)繪制到屏幕上，各個(gè)顯示層更新相互獨(dú)立，不僅有效地提高了繪制效率，而且通過增減紋理的方式，提供一條可擴(kuò)展繪制的方法。
【專利說明】船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯不方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及雷達(dá)技術(shù)，尤其涉及一種船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法。
【背景技術(shù)】
[0002]雷達(dá)利用無線電技術(shù)發(fā)現(xiàn)目標(biāo)并測(cè)定目標(biāo)在空間的位置，它一般包括雷達(dá)波發(fā)射、雷達(dá)回波信號(hào)處理和雷達(dá)綜合顯示三大重要組成部分，其中，雷達(dá)綜合顯示部分是用來繪制雷達(dá)回波，繪制回波余輝，繪制各種導(dǎo)航工具和跟蹤目標(biāo)或AIS圖標(biāo)，甚至是海圖，以易于操作人員整體觀察整體海陸環(huán)境，運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和對(duì)當(dāng)前環(huán)境做各種參數(shù)測(cè)量。早期的雷達(dá)綜合顯示系統(tǒng)，由專用的圖形處理電路完成回波數(shù)據(jù)處理，目標(biāo)繪制和其他導(dǎo)航工具。這種雷達(dá)綜合顯示方式，雖然硬件處理圖形速度快，但缺點(diǎn)是硬件設(shè)計(jì)復(fù)雜，顯示內(nèi)容有限，隨著以后顯示內(nèi)容增多，難以滿足用戶需求，而且用戶交互性差。
[0003]目前，雷達(dá)綜合顯示系統(tǒng)開始丟棄傳統(tǒng)的硬件圖形處理方式，引入操作系統(tǒng)來響應(yīng)用戶操作，而且數(shù)字化圖形技術(shù)開始應(yīng)用到雷達(dá)系統(tǒng)的各個(gè)方面。隨著圖形顯示芯片的速度不斷提高和顯示內(nèi)存的容量不斷增加，雷達(dá)綜合顯示的內(nèi)容開始變得豐富，靈活，開發(fā)的工作由硬件開發(fā)開始轉(zhuǎn)向相對(duì)容易的軟件開發(fā)，對(duì)用戶需求的響應(yīng)也變得迅速。盡管如此，數(shù)字化應(yīng)用的程度，不同的圖形顯示算法，對(duì)雷達(dá)系統(tǒng)的顯示方式，擴(kuò)展方式和顯示效率都有極大影響。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的是提供一種船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，以解決雷達(dá)綜合信息顯示方式單一、可擴(kuò)展性差和顯示效率低的問題。為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為:一種船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，包括如下步驟:(1)將雷達(dá)顯示的內(nèi)容劃分為若干顯示層，各顯示層之間相互獨(dú)立；(2)根據(jù)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)將所述顯示層按照一定順序融合繪制到雷達(dá)屏幕上。
[0005]優(yōu)選地，在步驟(I)中，首先利用3D圖形處理庫根據(jù)圖形硬件和運(yùn)行環(huán)境作初始化處理。
[0006]優(yōu)選地，在步驟(2)中，所述顯示層融合繪制的順序按照各層的優(yōu)先級(jí)和顯示效果安排繪制，優(yōu)先級(jí)較低的繪制在底層，優(yōu)先級(jí)較高的繪制在上層。
[0007]優(yōu)選地，在3D圖形處理庫中“層”表現(xiàn)為“紋理”，所述顯示層劃分的層次順序從下至上分別是海圖紋理、回波余輝紋理、回波紋理、地穩(wěn)定紋理、正北穩(wěn)定紋理、船首穩(wěn)定紋理、靜態(tài)紋理、目標(biāo)紋理。
[0008]優(yōu)選地，所述旋轉(zhuǎn)參數(shù)用于紋理繪制在雷達(dá)屏幕的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行繪制，所述平移參數(shù)用于紋理的繪制在雷達(dá)屏幕的平移位置進(jìn)行繪制。
[0009]優(yōu)選地，根據(jù)“羅經(jīng)數(shù)據(jù)”和“向上模式”，更新各個(gè)紋理的旋轉(zhuǎn)參數(shù)；根據(jù)GPS或北斗“地理位置傳感器信息”和“運(yùn)動(dòng)模式”，更新各個(gè)紋理的平移參數(shù)。
[0010]優(yōu)選地，根據(jù)預(yù)設(shè)的圖形的刷新率，在雷達(dá)屏幕上按順序，按旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)將各個(gè)紋理繪制出來。
[0011]優(yōu)選地，根據(jù)響應(yīng)雷達(dá)后端的回波數(shù)據(jù)中斷，將讀取的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)繪制到回波紋理和回波余輝紋理；根據(jù)目標(biāo)更新頻率，將跟蹤或AIS目標(biāo)繪制到目標(biāo)紋理上；根據(jù)導(dǎo)航工具和各種雷達(dá)圖標(biāo)的向上和穩(wěn)定模式，分別繪制到正北穩(wěn)定紋理，船首穩(wěn)定紋理和地穩(wěn)定紋理上。
[0012]優(yōu)選地，根據(jù)用戶選擇的量程或單位，各紋理的繪制做出響應(yīng)，根據(jù)所調(diào)整的量程或單位，對(duì)紋理所屬的繪制內(nèi)容做更新。
[0013]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明將雷達(dá)的顯示內(nèi)容分別安排到各個(gè)顯示層，每個(gè)顯示層根據(jù)旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)繪制到屏幕上，各個(gè)顯示層更新相互獨(dú)立，不僅有效地提高了繪制效率，而且通過增減紋理的方式，提供一條可擴(kuò)展繪制的方法。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0015]圖1是本發(fā)明各顯示層的旋轉(zhuǎn)和平移參數(shù)表。
[0016]圖2是本發(fā)明各顯示層的展示示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]本發(fā)明的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法包括如下步驟:
[0018](I)首先利用3D圖形處理庫OpenGL或DirectX根據(jù)圖形硬件和運(yùn)行環(huán)境做一個(gè)初始化處理，例如在DirectX中調(diào)用CreateDevice創(chuàng)建設(shè)備，調(diào)用SetRenderState設(shè)置渲染設(shè)備的屬性。
[0019](2)雷達(dá)綜合顯示的內(nèi)容由分層渲染和分層融合繪制兩大部分組成。層劃分的原理為“方向穩(wěn)定”一致的劃分為一層，例如:正北穩(wěn)定層，船首穩(wěn)定層；“運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定”一致的劃分為一層，例如:地穩(wěn)定層，海圖層；功能單一的劃分為一層，例如，回波層，回波余輝層和目標(biāo)層。分層融合繪制的順序，按照各層的優(yōu)先級(jí)和顯示效果安排繪制，優(yōu)先級(jí)低的層如海圖，回波余輝層和回波層繪制在底層；而目標(biāo)層，和其他各層繪制在最上層。雷達(dá)綜合顯示的內(nèi)容劃分為8個(gè)層，在3D圖形處理庫中“層”表現(xiàn)為“紋理”。在DirectX中調(diào)用CreateTexture申請(qǐng)紋理,紋理的屬性應(yīng)為ARGB格式,具有透明屬性,層次順序從下至上分別是:1)海圖紋理；2)回波余輝紋理；3)回波紋理；4)地穩(wěn)定紋理；5)正北穩(wěn)定紋理；6)船首穩(wěn)定紋理；7)靜態(tài)紋理；8)目標(biāo)紋理。雷達(dá)通常需要疊加海圖，所以單獨(dú)為海圖的顯示定義海圖紋理；雷達(dá)回波的更新速率跟天線的旋轉(zhuǎn)速度相關(guān)，所以需要單獨(dú)繪制雷達(dá)回波紋理；有的雷達(dá)系統(tǒng)需要留下雷達(dá)回波的余輝，所以余輝的渲染單獨(dú)繪制在一個(gè)紋理里；活動(dòng)距標(biāo)環(huán)(VRM)和電子防偽線(EBL)則根據(jù)穩(wěn)定屬性可選擇繪制在正北穩(wěn)定紋理和船首穩(wěn)定紋理，甚至可以繪制在地穩(wěn)定紋理；目標(biāo)紋理層地更新則繪制ARPA目標(biāo)和AIS目標(biāo)為主。
[0020](3)將以上8個(gè)紋理的根據(jù)繪制參數(shù)進(jìn)行繪制，每個(gè)紋理的繪制參數(shù)包括:旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)。每個(gè)紋理在繪制前都需要根據(jù)繪制參數(shù)，對(duì)紋理的繪制進(jìn)行轉(zhuǎn)換。旋轉(zhuǎn)參數(shù)的作用是，紋理繪制在屏幕的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行繪制；平移參數(shù)的作用是，紋理的繪制在屏幕平移的位置進(jìn)行繪制。將各紋理的“旋轉(zhuǎn)參數(shù)”設(shè)置初始值為0，將“平移參數(shù)”設(shè)置初始值為(O，O);表示各紋理不旋轉(zhuǎn)也不平移
[0021](4)請(qǐng)參閱圖1，根據(jù)從羅經(jīng)傳感器接收的羅經(jīng)數(shù)據(jù)和向上模式確定各紋理的旋轉(zhuǎn)參數(shù)，以及更新各個(gè)紋理的旋轉(zhuǎn)參數(shù)；首先獲取羅經(jīng)數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)(GYRO)是本船相對(duì)于正北的旋轉(zhuǎn)角度。當(dāng)選擇正北向上時(shí)，正北穩(wěn)定紋理的旋轉(zhuǎn)偏移為0，而船首穩(wěn)定紋理的旋轉(zhuǎn)偏移為GYRO ;當(dāng)選擇船首向上時(shí)，正北穩(wěn)定紋理的旋轉(zhuǎn)偏移為-GYR0，而船首穩(wěn)定紋理的旋轉(zhuǎn)偏移為O。
[0022](5)請(qǐng)參閱圖1，根據(jù)從地理位置傳感器(GPS)和運(yùn)動(dòng)模式確定各紋理的平移參數(shù)。地理位置信息以經(jīng)緯度形式表示，要繪制到屏幕上，則需要經(jīng)過從經(jīng)緯度轉(zhuǎn)為化屏幕坐標(biāo)，然后紋理才能正確地繪制到屏幕上。首先獲取本船當(dāng)前地理位置數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)(GE0P0S_0)表現(xiàn)為經(jīng)緯度；當(dāng)繪制海圖時(shí)，定下海圖的繪制中心(GE0P0S_1)，該中心應(yīng)該離GE0P0S_0不遠(yuǎn)。兩位置的偏移為VECT=GE0P0S_1-GE0P0S_0，VECT為由方位和距離組成的向量。當(dāng)選擇相對(duì)運(yùn)動(dòng)的時(shí)候，表現(xiàn)在屏幕上的本船相對(duì)屏幕靜止，船首穩(wěn)定紋理平移參數(shù)為0，海圖相對(duì)于本船前進(jìn)方向往后退，因此海圖紋理繪制在屏幕上的平移參數(shù)是VECT ;當(dāng)選擇真運(yùn)動(dòng)時(shí)，海圖相對(duì)于屏幕靜止，海圖紋理的平移參數(shù)為0，而本船相對(duì)于屏幕往船前進(jìn)方向運(yùn)動(dòng)，因此船首穩(wěn)定紋理的平移參數(shù)為-VECT。
[0023](6)請(qǐng)參閱圖2，根據(jù)預(yù)設(shè)的圖形的刷新率，在屏幕上按順序，按繪制參數(shù)將各個(gè)紋理繪制出來；響應(yīng)雷達(dá)后端的回波數(shù)據(jù)中斷，將讀取的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)繪制到回波紋理和回波余輝紋理；根據(jù)目標(biāo)更新頻率，將跟蹤或AIS目標(biāo)繪制到目標(biāo)紋理上；根據(jù)導(dǎo)航工具和各種雷達(dá)圖標(biāo)的向上和穩(wěn)定模式，分別繪制到正北穩(wěn)定紋理，船首穩(wěn)定紋理和地穩(wěn)定紋理上；如果有些導(dǎo)航工具可以選擇不同的穩(wěn)定模式，則需要在不同紋理添加繪制代碼；根據(jù)用戶選擇的量程或單位，各個(gè)紋理的繪制需要做出一個(gè)及時(shí)的響應(yīng)，根據(jù)所調(diào)整的量程或單位，對(duì)紋理所屬的繪制內(nèi)容做更新；各層根據(jù)需要獨(dú)立更新，互不干擾，例如，海圖紋理更新海圖，回波紋理更新雷達(dá)回波，余輝紋理更新回波余輝，目標(biāo)紋理更新跟蹤目標(biāo)或AIS目標(biāo)，正北紋理、船首紋理和地穩(wěn)定紋理則繪制其他航海信息等。
[0024]雖然本發(fā)明以較佳實(shí)施例揭露如上，但并非用以限定本發(fā)明實(shí)施的范圍。任何本領(lǐng)域的普通人員，在不脫離發(fā)明的范圍內(nèi)，作些改進(jìn)，即凡是依照本發(fā)明所做的同等改進(jìn)，應(yīng)為本發(fā)明的范圍所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于包括如下步驟: (1)將雷達(dá)顯示的內(nèi)容劃分為若干顯示層，各顯示層之間相互獨(dú)立； (2)根據(jù)旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)將所述顯示層按照一定順序融合繪制到雷達(dá)屏幕上。
2.如權(quán)利要求1所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，在步驟(I)中，首先利用3D圖形處理庫根據(jù)圖形硬件和運(yùn)行環(huán)境作初始化處理。
3.如權(quán)利要求2所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，在步驟(2)中，所述顯示層融合繪制的順序按照各層的優(yōu)先級(jí)和顯示效果安排繪制，優(yōu)先級(jí)較低的繪制在底層，優(yōu)先級(jí)較高的繪制在上層。
4.如權(quán)利要求3所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，在3D圖形處理庫中“層”表現(xiàn)為“紋理”，所述顯示層劃分的層次順序從下至上分別是海圖紋理、回波余輝紋理、回波紋理、地穩(wěn)定紋理、正北穩(wěn)定紋理、船首穩(wěn)定紋理、靜態(tài)紋理、目標(biāo)紋理。
5.如權(quán)利要求4所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，所述旋轉(zhuǎn)參數(shù)用于紋理繪制在雷達(dá)屏幕的旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行繪制，所述平移參數(shù)用于紋理的繪制在雷達(dá)屏幕的平移位置進(jìn)行繪制。
6.如權(quán)利要求5所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，根據(jù)“羅經(jīng)數(shù)據(jù)”和“向上模式”，更新各個(gè)紋理的旋轉(zhuǎn)參數(shù)；根據(jù)GPS或北斗“地理位置傳感器信息”和“運(yùn)動(dòng)模式”，更新各個(gè)紋理的平移參數(shù)。
7.如權(quán)利要求6所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)設(shè)的圖形的刷新率，在雷達(dá)屏幕上按順序，按旋轉(zhuǎn)參數(shù)和平移參數(shù)將各個(gè)紋理繪制出來。
8.如權(quán)利要求4所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，根據(jù)響應(yīng)雷達(dá)后端的回波數(shù)據(jù)中斷，將讀取的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)繪制到回波紋理和回波余輝紋理；根據(jù)目標(biāo)更新頻率，將跟蹤或AIS目標(biāo)繪制到目標(biāo)紋理上；根據(jù)導(dǎo)航工具和各種雷達(dá)圖標(biāo)的向上和穩(wěn)定模式，分別繪制到正北穩(wěn)定紋理，船首穩(wěn)定紋理和地穩(wěn)定紋理上。
9.如權(quán)利要求4所述的船舶導(dǎo)航雷達(dá)綜合顯示方法，其特征在于，根據(jù)用戶選擇的量程或單位，各紋理的繪制做出響應(yīng)，根據(jù)所調(diào)整的量程或單位，對(duì)紋理所屬的繪制內(nèi)容做更新。
【文檔編號(hào)】G01S7/04GK103454617SQ201310367824
【公開日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年8月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月21日
【發(fā)明者】盧釗彥 申請(qǐng)人:海華電子企業(yè)(中國)有限公司