[發明專利]一種精確匹配實時漫游的背景地圖疊加顯示方法在審
| 申請號： | 201510368914.8 | 申請日： | 2015-06-29 |
| 公開（公告）號： | CN104932858A | 公開（公告）日： | 2015-09-23 |
| 發明（設計）人： | 孫雪濤;邢永昌;張成寶;杜杭 | 申請（專利權）人： | 中國船舶重工集團公司第七二四研究所 |
| 主分類號： | G06F3/14 | 分類號： | G06F3/14 |
| 代理公司： | 暫無信息 | 代理人： | 暫無信息 |
| 地址： | 210003 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 精確 匹配 實時 漫游 背景 地圖 疊加 顯示 方法 | ||
技術領域
本發明是一種能與雷達量程精確匹配且能實時漫游的雷達背景地圖疊加顯示的實現方法。屬于動態雷達(艦船雷達或車載雷達等)顯示與背景地圖疊加顯示方面的技術。
背景技術
近年來，雷達PPI顯示疊加背景地圖已經成為現代雷達一個重要的輔助功能，尤其在氣象雷達和航海雷達上，有重要的參考意義。傳統的地圖映射方法一般為經緯度到笛卡爾直角坐標系的映射，這種映射方法計算量較小，可以適應于大部分應用。但是由于雷達PPI顯示為極坐標的顯示，作為雷達背景地圖，用傳統的映射方式很難實現背景地圖與雷達量程的精確匹配。尤其是在雷達量程切換或雷達地理位置變化時，需要實時調整映射參數的值。針對背景地圖很難與雷達量程精確匹配的問題，本發明提出先將地理信息的經緯度數據轉換為以雷達當前地理位置為中心的極坐標數據，然后再由極坐標映射到屏幕直角坐標，這樣來實現地圖信息與雷達量程的精確匹配。
若用極坐標映射的方式，雷達地理位置的實時變化需要重新計算對于新中心點的極坐標數據，這個過程計算量巨大，這種重復的計算很難實現地圖實時疊加顯示。針對不能實時漫游顯示的情況，本發明又提出了基于OpenGL或D3D三維圖形視角的顯示方法，只需要在初始化時對雷達初始位置計算1次極坐標，然后根據雷達位置及量程的變化設置合適OpenGL或D3D模型視圖變換矩陣即可實現背景地圖與量程匹配的基礎上實時漫游。
發明內容
本發明的目的在于提供一種可與雷達量程精確匹配并可實時漫游的雷達背景地圖疊加顯示的實現方法。
實現本發明目的的技術解決方案為：通過對原始的地理信息系統經緯度數據以當前雷達地理位置為中心進行極坐標映射，將經緯度點換算成一系列的距離——方位極坐標點。通過這種方法實現地理信息數據與雷達量程及方位精確匹配。然后把換算好的極坐標點轉換為OpenGL或D3D世界頂點坐標，用OpenGL或D3D的復雜多邊形填充法則對陸地、水域等相關區域進行顏色填充，再通過設置合適的投影矩陣將圖像投射到屏幕坐標完成渲染。當雷達量程發生改變時，通過設置OpenGL或D3D模型視圖矩陣對已計算好源頂點坐標進行按比例縮放，從而實現地圖量程的改變并且保證與雷達量程的實時匹配。當雷達地理位置發生改變時，通過對比上一個位置計算出偏移量，然后設置OpenGL或D3D模型視圖矩陣對已計算好源頂點坐標進行同時偏移，可以實現地圖隨雷達地理位置實時漫游顯示。
附圖說明
圖1本發明的方案設計流程圖。
圖2基于本發明所實現的產品演示圖。
具體實施方式
本發明的實施依賴于基于經緯度的地理信息數據和一臺具有3D加速顯示卡的計算機。其中所用的地理信息數據是基于經緯度的文本數據，可在國家地理信息相關網站免費下載，其數據結構極為簡單，示意如下：
XXX省界
116.2222.21
116.2122.20
……
END
XXX河流
123.2123.11
123.2223.10
……
END
1)首先完成由原始經緯度數據到距離——方位的轉換。轉換方法如下：
假設a為地球的赤道半徑，b為地球的極半徑；J0和W0分別為雷達當前位置的經緯度；J1和W1分別為地圖數據中的經緯度。令e1＝(a2－b2)/b2，c1＝cos(W0)，則地圖數據點相對于雷達的距離為：
R＝aCd/B12
其中C的值為B1的值為
地圖數據點相對于雷達的方位為：
H＝arctan(tanω(sinW0+B1cosW0tanD)/A1)。
其中ω的值為(J1-J0)/2，D的值為：
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