[發(fā)明專利]一種水下多傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410332935.X
• 申請日: 2014-07-14
• 公開（公告）號: CN104102466B
• 公開（公告）日: 2017-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉貴喜;王康;祁田田;姚李陽
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06F3/14
• 分類號: G06F3/14
• 代理公司: 西安吉盛專利代理有限責(zé)任公司61108
• 代理人: 張恒陽

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于傳感器數(shù)據(jù)顯示領(lǐng)域，具體涉及一種水下多傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)方法。

背景技術(shù)

信號處理芯片和數(shù)字通信理論的發(fā)展，給水下傳感器的迅速發(fā)展帶來了技術(shù)支持，使得水下傳感器廣泛的應(yīng)用到海洋監(jiān)測領(lǐng)域。水下傳感器網(wǎng)絡(luò)自組網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和定位技術(shù)也日益完善，但是在監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示和呈現(xiàn)給用戶的過程中，傳統(tǒng)顯示方案中大量的水下多傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)過于凌亂，監(jiān)測者從中找到需要的數(shù)據(jù)十分費(fèi)力，對傳感器的位置不能直觀感知，也把握不好傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)狀況。

然而計(jì)算機(jī)圖形學(xué)的發(fā)展，給三維場景展示及數(shù)據(jù)可視化提供了很好的解決方案。在已構(gòu)建的水下三維場景中，觀察者可以直觀感知場景中物體的方位信息，如果能將需要監(jiān)測的數(shù)據(jù)信息直觀附著在三維物體模型上，則在顯示三維物體的同時(shí)也能觀察到監(jiān)測數(shù)據(jù)的變化，這給我們提供了一種水下多傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化的呈現(xiàn)方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是克服大量的水下多傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)監(jiān)測數(shù)據(jù)顯示和呈現(xiàn)給用戶的過程中，傳統(tǒng)顯示方案中實(shí)時(shí)監(jiān)測數(shù)據(jù)過于凌亂，監(jiān)測者從中找到需要的數(shù)據(jù)十分費(fèi)力，對傳感器的位置不能直觀感知，也把握不好傳感器網(wǎng)絡(luò)各節(jié)點(diǎn)狀況的缺點(diǎn)。

為此，本發(fā)明提供了一種水下多傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)方法，至少包括：傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)、含有數(shù)據(jù)處理模塊的節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器及用以顯示數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化模型的顯示模塊；

所述傳感器節(jié)點(diǎn)網(wǎng)絡(luò)包括多個(gè)傳感器簇區(qū)每一傳感器簇區(qū)內(nèi)包括多個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，每一個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)將其采集的數(shù)據(jù)傳遞給相應(yīng)傳感器簇區(qū)的簇首節(jié)點(diǎn)，進(jìn)而經(jīng)過匯聚節(jié)點(diǎn)傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理模塊，該數(shù)據(jù)處理模塊對接收到數(shù)據(jù)進(jìn)行分類整合、解算各傳感器節(jié)點(diǎn)的坐標(biāo)并存儲，同時(shí)由節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器生成三維水底場景、用以顯示各傳感器節(jié)點(diǎn)數(shù)據(jù)的圓盤模型，然后傳輸給顯示模塊，由該顯示模塊顯示各簇首節(jié)點(diǎn)、三維水底場景，并以邊界線的形式顯示各簇首節(jié)點(diǎn)所在簇區(qū)范圍；

通過鼠標(biāo)操作模塊實(shí)現(xiàn)從簇首節(jié)點(diǎn)、各簇首節(jié)點(diǎn)所在簇區(qū)范圍的二維顯示到包含傳感器節(jié)點(diǎn)、簇首節(jié)點(diǎn)的三維水底場景三維顯示的切換。

所述的圓盤模型至少包括：分割圓盤模型的6組扇形和位于圓盤模型中心區(qū)域的節(jié)點(diǎn)標(biāo)號；每組扇形包括：位于扇形且與扇形的弧相鄰的數(shù)據(jù)名稱、位于扇形內(nèi)且在扇形的一條半徑上的刻度盤、位于扇形內(nèi)且其兩個(gè)端點(diǎn)分別與該扇形內(nèi)的刻度盤上代表數(shù)據(jù)值的刻度以及扇形的另一條半徑相接的數(shù)值指示線、數(shù)值指示線和扇形的兩條半徑以及圓盤中心區(qū)域的邊界所圍的數(shù)據(jù)著色區(qū)、位于扇形內(nèi)且處于數(shù)據(jù)著色區(qū)外并與數(shù)值指示線相鄰的數(shù)據(jù)值；數(shù)據(jù)值可跟隨數(shù)值指示線移動(dòng)；刻度盤兩端頭刻度分別代表最大和最小警報(bào)值，并以紅線標(biāo)識；當(dāng)數(shù)據(jù)值在最小警報(bào)值與最大警報(bào)值之間時(shí)，數(shù)據(jù)著色區(qū)以綠色標(biāo)識，否則以紅色標(biāo)識，其中數(shù)據(jù)著色區(qū)的數(shù)值指示線根據(jù)數(shù)據(jù)值和最大最小警報(bào)值比例對應(yīng)在刻度盤中；當(dāng)鼠標(biāo)操作模塊點(diǎn)擊任一扇形時(shí)，該扇形所在的圓盤模型旋轉(zhuǎn)并使該扇形顯示到圓盤模型里的正上方，同時(shí)圓盤模型中心區(qū)域顯示與該扇形所對應(yīng)的節(jié)點(diǎn)標(biāo)號，并在該扇形上方顯示數(shù)據(jù)值的數(shù)據(jù)歷史曲線。

上述圓盤模型被6組扇形均分，并且當(dāng)任一扇形位于圓盤模型內(nèi)的正上方時(shí)，所述刻度盤位于該扇形的左邊半徑上；所述刻度盤靠近圓盤模型圓心的端頭設(shè)置為最小報(bào)警值，而刻度盤的另外一個(gè)端頭設(shè)置為最大報(bào)警值。

上述方法的數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)方法流程至少包含如下步驟：

步驟501：節(jié)點(diǎn)管理服務(wù)器接受數(shù)據(jù)，利用數(shù)據(jù)處理模塊解算坐標(biāo)，分類整理并存儲數(shù)據(jù)；

步驟502：取出監(jiān)測區(qū)域所有簇首節(jié)點(diǎn)在顯示器端平面顯示；

步驟503：判斷是否點(diǎn)擊某個(gè)簇首節(jié)點(diǎn)，如是則進(jìn)行步驟504，否則進(jìn)行步驟502；

步驟504：根據(jù)數(shù)據(jù)實(shí)例化圓盤模型；

步驟505：構(gòu)建三維水底場景，建立三維場景世界坐標(biāo)系，將圓盤模型加載在場景中；

步驟506：開始幀循環(huán)；

步驟507：用戶自主進(jìn)行場景和數(shù)據(jù)的瀏覽；

步驟508：判斷用戶是否利用鼠標(biāo)模塊點(diǎn)擊圓盤的某塊扇形區(qū)域，如是則進(jìn)行步驟509，否則進(jìn)行步驟510；

步驟509：旋轉(zhuǎn)圓盤模型使被點(diǎn)擊扇形在圓盤里正上方，讀取該扇形接口所代表的數(shù)據(jù)，繪制歷史曲線顯示在該扇形上方；

步驟510：判斷是否更換簇區(qū)顯示，如是則進(jìn)行步驟511，否則進(jìn)行步驟506；

步驟511：結(jié)束幀循環(huán)，返回步驟502。

上述步驟504，包含如下步驟：

步驟601：獲取該簇區(qū)內(nèi)普通節(jié)點(diǎn)個(gè)數(shù)j，實(shí)例化j個(gè)圓盤模型，關(guān)聯(lián)扇形數(shù)據(jù)接口和傳感器數(shù)據(jù)，設(shè)置每個(gè)接口最大最小警報(bào)值；