航海标绘作业辅助方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种航海标绘作业辅助方法及装置，所述辅助装置包括标绘桌、信号生成单元和投影装置，所述标绘桌用于放置标绘图纸；所述方法包括：初始化所述辅助装置，设置投影画面的设置参数；控制信号生成单元根据投影画面的设置参数和从外部获取的外部数据生成包含有辅助信息的投影画面并发送至所述投影装置；控制所述投影装置将所述投影画面投影至放置于所述辅助装置中的标绘桌上的标绘图纸的上表面。应用本发明专利技术，能够解决现有航海标绘辅助作业中存在的实现复杂、辅助信息有限等问题。

【技术实现步骤摘要】
航海标绘作业辅助方法及装置
本专利技术属于航海标绘
，具体地说，是涉及一种航海标绘作业辅助方法及装置。
技术介绍
舰船在航行过程中，航海作业人员需要进行一系列航海标绘作业，如用于获取推算或观测舰位的海图作业，军事航海中的舰艇机动绘算、鱼攻绘算等。人工航海标绘作业流程一般为：作业人员使用平行尺、量角器、分轨等绘图工具，结合图上已有信息，将待绘算数据以简单几何图元的形式绘制在图纸上，然后对图纸上已有图元按照图解法程序进行绘算，如果绘算信息不足或有新的绘图信息，则重复此过程直至绘算结束。在绘算过程中，图纸逐渐呈现出作业人员可理解的态势图，作业人员也可以按需用绘图工具量取一些定量的航海要素数据。以方位距离定位为例，作业人员首先根据测得的物标方位在海图上绘制出物标为起点的射线，再根据测得的物标的距离在海图上绘制以物标为圆心的距离圆，然后选择靠近推算舰位的交点作为观测舰位。观测舰位的经纬度、与计划航线的偏差等数据便可以用绘图工具量出。更加复杂的舰艇机动绘算或战斗航海作业往往需要持续十几分钟甚至几十分钟。显然，人工航海标绘的精度与速度由作业人员的熟练程度所决定，在数据量大或者图解程序复杂时，存在工作量巨大、繁琐、耗时较长、作业误差不可避免等缺点。随着航海领域科技的发展，电子海图显示与信息系统（ECDIS）等导航设备、助航仪器越来先进，其导航定位功能越来越全面，在导航定位方面体现了人工标绘作业无可替代的优势与趋势。因此，针对人工航海标绘作业，利用各类设备进行辅助越来越受到关注。目前，航海标绘作业大致包括三种辅助方式：方式A，在海图上动态的指示或绘制导航设备发送的参数，多为当前位置信息；方式B，利用装置实现纸质海图上点的坐标的快速计算，并通过与电子海图等设备的互联获取该点相关信息；方式C，改进现有作图工具，加速一些特定图元的标绘或量测。前两种辅助方式由海图作业标绘台（航迹仪）实现，也是目前应用较为广泛的辅助方式。海图作业标绘台作为现代舰船中重要的航海作业设备，主要配合纸质海图使用，其代表性的分层结构大致如图1所示：数字化板101由透明玻璃中间夹杂分布均匀的铜丝网格线组成，利用电磁感应建立层面与平面坐标空间的一一对应关系；用于标绘作业的上层海图102放置于数字化板101之上；上层海图102之上的定标器103用于拾取上层海图102上任一点的位置并利用定标器触摸屏进行交互；数字化板101下设置有光点定标器（单点激光笔）104，光点定标器104连通绘笔一同由传动机构105带动。光点定标器104实现了上述辅助方式A。海图作业标绘台根据接收到的导航信息，利用上层海图102下方的传动机构105控制光点定标器104移动至某一特定坐标位置进行光点投放。在日常航行中，光点通常表示舰船的当前位置，在投放位置信息的同时，绘笔在标绘台内放置的下层海图106中绘出航迹并标注一些简单的航海标志。光点定标器104限于传动机构105的机械导轨式结构，其移动速度较慢，噪声大且故障率高，并且显示光点数、颜色有限（唯一），难以实现多批目标的快速转换跟踪和展示更复杂的信息。将光点定标器104与传动机构105这一组合升级为激光投影装置可以一定程度上增加信息展示的种类与速度。比如中国专利技术专利申请CN107680474A中公开了一种基于高亮度激光投影结构的海图标绘系统，该系统包括激光投影装置和纸海图放置平台，激光投影装置放置于纸海图放置平台下方，通过高亮度激光投影技术向纸海图投出更多种类、更多颜色的图案；中国专利技术专利申请CN107037669A中公开了一种面向战斗航海标绘的舰操图投影系统，该系统在海图作业标绘台下方的机械导轨上安装可以投放与纸质海图比例尺一致的舰操图图案的装置。以上两种系统虽然能够提供比光点定标器更多的投影信息，但仍存在以下不足：1）投影装置在标绘图纸下方，利用透过图纸的影像作为辅助信息使用，因此对投影设备亮度要求较高，为了避免影像模糊不清，投影图形为以点、线为主的简单图元；2）投影内容是导航设备信息的图元化再现，不包含航海业务逻辑，因此其展现内容限于预定义的信息种类，不能与绘图人员进行交互以辅助较为复杂的标绘作业；3）装置复杂，精度要求较高，在海图作业标绘台上实现时，需要避免各部件的安装与标绘台现有设计相冲突。定标器103实现了上述辅助方式B。定标器103由作业人员在上层海图102上方操作，利用标点周围的电磁线圈与数字化板101产生的感应电流，实现对标点的坐标的量测，因此可以用于拾取海图上任一点的位置，实现定位本舰、目标或航路点，还可以在上层海图102上指示出位置信息并上传，辅助生成数字计划航线，同时可以利用定标器触摸屏进行交互，获取与标点位置相关的信息。比如在哈尔滨工程大学2013级硕士论文《海图作业标绘台关键技术研究与设计实现》中提及，定标器附带的液晶屏可以查询显示目标舰船在不同时刻的位置、航行参数和与本船的方位距离等。定标器103实现了基于海图上一点位置与电子海图进行交互，但限于其硬件实现与工作原理，其交互信息有限，而且只能在定标器液晶屏或电子海图中观看信息，不能直接用于辅助海图标绘。拾取标点位置坐标的反向操作，即利用已知坐标去寻找海图上对应点则复杂的多，这也由其硬件局限性所决定的，即定标器103难以直接展示标点之外的点与坐标空间的对应关系。另外，定标器103还存在硬件遮挡海图信息、移动速度较慢、多目标跟踪切换不方便的不足。通过在现有作图工具上增加光、电元件，一些工具实现了上述辅助方式C。如中国技术专利CN204924249U中公开了一种海图作业激光游标定位尺，中国技术专利CN205879179U中公开了一种用于海图作业的智能向位尺，中国技术专利CN206201777U中公开了一种海图平行尺。这些工具虽然能加速部分辅助图元的绘制或部分航海要素数据的量测，但使得原先简单、可靠的绘图工具过于复杂、昂贵，且不能从整体上改进航海标绘作业方式，因此并未得到推广使用。以上各种技术方案均能一定程度上辅助航海标绘作业，但均存在信息表现能力和人机交互有限的缺点，特别是不能辅助较长时间的复杂航海标绘作业，因此不能灵活满足各类标绘作业的丰富需求，难以更好地辅助现代化海战军事航海保障。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种航海标绘作业辅助方法及装置，解决现有航海标绘辅助作业中存在的实现复杂、辅助信息有限等问题。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供的辅助装置采用下述技术方案予以实现：一种航海标绘作业辅助装置，所述辅助装置包括标绘桌、信号生成单元和投影装置，所述标绘桌用于放置标绘图纸，所述信号生成单元至少用于根据投影画面的设置参数和从外部获取的外部数据生成包含有辅助信息的投影画面并发送至所述投影装置，所述投影装置用于将所述投影画面投影至所述标绘图纸的上表面。进一步的，所述信号生成单元还用于设置所述投影画面的设置参数。如上所述的辅助装置，所述辅助装置还包括交互单元和主控单元，所述交互单元用于将作业人员的交互操作转换为交互信号并发送至所述主控单元，所述主控单元至少用于根据所述交互信号得出交互处理结果并发送至所述信号生成单元，所述信号生成单元还用于将所述交互处理结果作为所述辅助信息的一部分加入到所述投影画面中。进一步的，所述主控单元包括有交互处理模块和业务逻本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种航海标绘作业辅助装置，其特征在于，所述辅助装置包括标绘桌、信号生成单元和投影装置，所述标绘桌用于放置标绘图纸，所述信号生成单元至少用于根据投影画面的设置参数和从外部获取的外部数据生成包含有辅助信息的投影画面并发送至所述投影装置，所述投影装置用于将所述投影画面投影至所述标绘图纸的上表面。

【技术特征摘要】
1.一种航海标绘作业辅助装置，其特征在于，所述辅助装置包括标绘桌、信号生成单元和投影装置，所述标绘桌用于放置标绘图纸，所述信号生成单元至少用于根据投影画面的设置参数和从外部获取的外部数据生成包含有辅助信息的投影画面并发送至所述投影装置，所述投影装置用于将所述投影画面投影至所述标绘图纸的上表面。2.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述信号生成单元还用于设置所述投影画面的设置参数。3.根据权利要求1所述的辅助装置，其特征在于，所述辅助装置还包括交互单元和主控单元，所述交互单元用于将作业人员的交互操作转换为交互信号并发送至所述主控单元，所述主控单元至少用于根据所述交互信号得出交互处理结果并发送至所述信号生成单元，所述信号生成单元还用于将所述交互处理结果作为所述辅助信息的一部分加入到所述投影画面中。4.根据权利要求3所述的辅助装置，其特征在于，所述主控单元包括有交互处理模块和业务逻辑模块；所述交互处理模块用于初始化和更新所述交互单元，并将所述交互单元发送的交互信号转换为指令和参数，根据所述指令和参数调用所述业务逻辑模块；所述业务逻辑模块用于存储业务算法模型、根据所述业务算法模型和从外部获取的相关数据得出所述交互处理结果并发送至所述信号生成单元。5.根据权利要求3所述的辅助装置，其特征在于，所述主控单元包括有投影设置模块，用于设置所述投影画面的设置参数并发送至所述信号生成单元。6.根据权利要求3至5中任一项所述的辅助装置，其特征在于，所述交互单元包括触控感测模块和所述投影画面中的触控交互界面，所述触控感测模块检测所述触控交互界面上的触控操作，将所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：王小海，张宁川，夏卫星，季超，
申请(专利权)人：中国人民解放军海军潜艇学院，
类型：发明
国别省市：山东,37