一种基于激光投影的纸海图标绘方法技术

本发明专利技术涉及纸海图标绘技术领域，具体涉及一种基于激光投影的纸海图标绘方法，包括：步骤A：调用目标纸海图对应的海图数据，并基于海图数据以及预设的投影映射关系计算投影显示区域；步骤B：基于所述海图数据，生成用于确定目标纸海图放置位置的定位基准信息；步骤C：基于定位基准信息和目标船舶的状态数据，生成用于投影于目标纸海图上的显示投影信息；步骤D：将显示投影信息和定位基准信息对应的投影到投影显示区域内。本发明专利技术中的纸海图标绘方法能够同时向投影显示区域投影定位基准信息和显示投影信息，从而能够兼顾纸海图投影的实时性和稳定性，使得能够提升纸海图的标绘效果。

A method of drawing paper sea icon based on laser projection

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光投影的纸海图标绘方法
本专利技术涉及纸海图标绘
，具体涉及一种基于激光投影的纸海图标绘方法。
技术介绍
在船舶航海作业中，需要实时在纸海图上显示本船和其他船舶的位置及运动态势，以及偏航程度，辅助航海人员完成海图标绘作业。在日常航行中，通常使用方法是用标绘目标表示本舰位置，标绘的光点随本舰位置在纸海图上移动。但是，现有的纸海图标绘设备存在标绘能力差，只能单点、单色标绘、标绘光点移动速度慢的问题。针对上述问题，公开号为CN107680474A的中国专利公开了一种基于高亮度激光投影结构的海图标绘系统，包括：激光投影装置包括控制单元、数字微镜芯片、光学镜头模组、色轮和激光发生器；控制单元与数字微镜芯片和色轮相连接实现控制功能；激光发生器、色轮和数字微镜芯片案顺序固定在同一直线上放置，激光发声器产生的投射光线经过色轮后投射在数字微镜芯片上，数字微镜芯片将光线反射通过光学镜头模组照射到纸海图放置平台上。上述现有方案中，在纸海图放置平台下方布置激光投影装置，使得将高亮度激光投影技术应用到海图标绘使用中，实现了在纸海图上任意位置标绘图形，提高了标绘的灵活性和扩展性。上述现有方案中，激光投影装置布置于纸海图放置平台的下方进行投影，纸海图放置于纸海图放置平台上，其相当于是通过激光投影装置和纸海图放置平台间固定的相对位置来实现定位的。因此，在实际使用过程中，现有方案存在以下问题：1)纸海图不能脱离纸海图放置平台，一旦脱离了纸海图放置平台就难以对纸海图进行定位，使得纸海图投影的实时性低(需要先找到纸海图放置平台才能投影)，导致纸海图的标绘效果不好；2)由于是通过激光投影装置和纸海图放置平台间固定的相对位置实现定位的，使得一旦激光投影装置和纸海图放置平台的相对位置出现偏差(而海面上很容易出现晃动，导致偏差出现)，就会影响向纸海图投影的准确性，这使得向纸海图的投影稳定性低，同样会导致纸海图的标绘效果不好。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术所要解决的技术问题是：如何提供一种能够同时向纸海图投影显示投影信息和定位基准信息的纸海图标绘方法，以能够兼顾向纸海图投影的实时性低和稳定性，从而能够提升纸海图的标绘效果。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种基于激光投影的纸海图标绘方法，包括以下步骤：步骤A：调用目标纸海图对应的海图数据，并基于海图数据以及预设的投影映射关系计算投影显示区域；步骤B：基于所述海图数据，生成用于确定目标纸海图放置位置的定位基准信息；步骤C：基于定位基准信息和目标船舶的状态数据，生成用于投影于目标纸海图上的显示投影信息；步骤D：将显示投影信息和定位基准信息对应的投影到投影显示区域内。本方案中，首先根据目标纸海图的长宽尺寸以及预存的投影映射关系计算投影显示区域，可用于放置目标纸海图；然后，调用预存的海图数据，并基于海图数据生成定位基准信息，使得能够根据定位基准信息对目标纸海图进行定位；最后，根据定位基准信息和目标船舶的状态数据生成相应的显示投影信息，用于投影到投影显示区域放置的目标纸海图上。此外，本方案中，通过上述步骤能够实现由上至下的投影，从而改变了现有惯用的从下至上的投影方式，使得投影过程能够更灵活、更简单，且便于控制。本方案中，能够生成定位基准信息和显示投影信息，使得能够同时向投影显示区域投影定位基准信息和显示投影信息，使得不需要其他辅助放置和定位的装置就能实现对纸海图的定位和投影，这能够兼顾纸海图投影的实时性和稳定性，从而能够提升纸海图的标绘效果。优选的，步骤C中，所述的显示投影信息包括基于海图数据和定位基准信息生成的虚拟海图，以及在所述虚拟海图上生成的目标船舶的位置标绘点；所述虚拟海图与目标纸海图相对应，且能够完全投影覆盖于目标纸海图上。本方案中，投影时将虚拟海图完全投影于目标纸海图上，使得虚拟海图与目标纸海图重合，这样虚拟海图上生成的投影信息能够对应映射到目标纸海图上，更有利于航海人员对目标纸海图进行标绘；此外，生成于虚拟海图上的位置标绘点有利于辅助航海人员在目标纸海图上完成标绘，这有利于提升纸海图的标绘效果。优选的，所述目标船舶的位置标绘点通过如下步骤生成：步骤C01：获取目标船舶的地理位置，并将目标船舶的地理位置转换成能够对应于目标纸海图上相应位置的目标船舶坐标；步骤C02：基于目标船舶坐标，在虚拟海图上生成用于投影于目标纸海图上相应位置的位置标绘点。本方案通过目标船舶的地理位置生成对应于目标纸海图上相应位置的目标船舶坐标，再根据目标船舶坐标在虚拟海图上生成目标船舶位置标绘点；这样得到的位置标绘点能够很好的对应于目标纸海图上相应位置，能够提升纸海图的标绘效果。优选的，所述步骤C01中，通过如下公式转换得到目标船舶坐标(x,y)：式中：Δx表示目标船舶坐标的x，Δy目标船舶坐标的y，M赤表示目标纸海图上的赤道比例尺，α表示地球椭球体长半轴，e表示地球椭球体偏心率，φz表示目标纸海图的主纬度，φm表示目标纸海图的平均纬度，φt表示当前时刻所处地理位置的纬度，Δφ表示目标船舶地理位置的纬度，Δλ表示目标船舶地理位置的经度。本方案通过上述公式，能够很好的将目标船舶的地理位置转换成对应于目标纸海图上相应位置的目标船舶坐标，使得投影到目标纸海图上的位置标绘点能够更好的与目标纸海图对应，有利于提升纸海图表示的准确性。优选的，步骤C中，所述的显示投影信息还包括在所述虚拟海图上生成的目标船舶的运动路径。这样，航海人员能够通过目标船舶的运动路径，获知目标船舶的运动状态，有利于辅助航海人员完成纸海图标绘，能提升纸海图的标绘效果；此外，当目标船舶为航海人员周边的其他船舶时，航海人员能够根据目标船舶的运动路径预测目标船舶的运动趋势，这有利于辅助航海人员预判海面情况，还能辅助提升船舶行驶的安全性。优选的，所述目标船舶的运动路径通过如下步骤生成：步骤C11：基于目标船舶各个时段的实时地理位置，并分别将目标船舶各个时段的实时地理位置转换成能够对应于目标纸海图上相应位置的实时目标船舶坐标；步骤C12：基于各个时段的实时目标船舶坐标以及对应的时间，在虚拟海图上对应生成用于投影于目标纸海图上相应位置的目标船舶的运动路径。本方案通过上述步骤能够很好的根据目标船舶地理位置的变化生成对应于目标纸海图上相应位置的运动路径，使得航海人员能够通过目标船舶的运动路径获知目标船舶的运动状态，有利于辅助航海人员完成纸海图标绘，能提升纸海图的标绘效果。优选的，步骤C中，所述的显示投影信息还包括在虚拟海图上生成的能够模拟目标船舶运动状态的模拟路径动画。这样，航海人员能够通过模拟路径动画更直观的获知目标船舶的运动状态，有利于进一步的辅助航海人员完成纸海图标绘，能提升纸海图的标绘效果；此外，当目标船舶为航海人员周边的其他船舶时，航海人员能够根据目标船舶的模拟路径动画更好的预测目标船舶的运动趋势，这有利于辅助航海人员预判海面情本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤A：调用目标纸海图对应的海图数据，并基于海图数据以及预设的投影映射关系计算投影显示区域；/n步骤B：基于所述海图数据，生成用于确定目标纸海图放置位置的定位基准信息；/n步骤C：基于定位基准信息和目标船舶的状态数据，生成用于投影于目标纸海图上的显示投影信息；/n步骤D：将显示投影信息和定位基准信息对应的投影到投影显示区域内。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤A：调用目标纸海图对应的海图数据，并基于海图数据以及预设的投影映射关系计算投影显示区域；
步骤B：基于所述海图数据，生成用于确定目标纸海图放置位置的定位基准信息；
步骤C：基于定位基准信息和目标船舶的状态数据，生成用于投影于目标纸海图上的显示投影信息；
步骤D：将显示投影信息和定位基准信息对应的投影到投影显示区域内。


2.如权利要求1所述的基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于：步骤C中，所述的显示投影信息包括基于海图数据和定位基准信息生成的虚拟海图，以及在所述虚拟海图上生成的目标船舶的位置标绘点；所述虚拟海图与目标纸海图相对应，且能够完全投影覆盖于目标纸海图上。


3.如权利要求2所述的基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于：所述目标船舶的位置标绘点通过如下步骤生成：
步骤C01：获取目标船舶的地理位置，并将目标船舶的地理位置转换成能够对应于目标纸海图上相应位置的目标船舶坐标；
步骤C02：基于目标船舶坐标，在虚拟海图上生成用于投影于目标纸海图上相应位置的位置标绘点。


4.如权利要求3所述的基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于：所述步骤C01中，通过如下公式转换得到目标船舶坐标(x,y)：






式中：Δx表示目标船舶坐标的x，Δy目标船舶坐标的y，M赤表示目标纸海图上的赤道比例尺，α表示地球椭球体长半轴，e表示地球椭球体偏心率，φz表示目标纸海图的主纬度，φm表示目标纸海图的平均纬度，φt表示当前时刻所处地理位置的纬度，Δφ表示目标船舶地理位置的纬度，Δλ表示目标船舶地理位置的经度。


5.如权利要求2所述的基于激光投影的纸海图标绘方法，其特征在于：步骤C中，所述的显示投影信息还包括在所述虚拟海图上生成的目标船舶的运动路径。


6.如权利要求5所述的基于激光投影的纸海图标绘方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗艳，杨顺中，路立勋，邱朝英，付朝勇，
申请(专利权)人：重庆华渝电气集团有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50