专利名称：基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法
技术领域：
本发明涉及一种航海模拟器视景中的号灯显示方法，更具体地说，涉及一种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法。
背景技术：
号灯和号型是用来表不船舶种类、大小、动态和工作性质的灯光和型体。号灯和号型是互见中船舶避碰的主要信息来源[1]。航海模拟器中号 灯的控制(开启或关闭)通过号灯、号型和甲板灯控制台中号灯控制板来操作，号灯和甲板灯控制台中同时设有甲板灯控制板，实施甲板灯开启和关闭。航海模拟器中号灯、号型以及甲板的照明都是通过视景系统来体现的。夜间显示号灯，白天显示号型。对船舶而言，号灯的控制(开启或关闭)、号型以及甲板灯的控制(开启或关闭)通过号灯、号型、甲板灯控制台中各自的控制板加以控制，视景系统采集上述控制信号显示或关闭船舶的号灯，悬挂或撤除相应的号型，甲板灯开启时能将对应的甲板照亮。需要说明的是，对本船舶号灯、号型控制板的操作，在本船舶的视景系统中一般是察觉不到的，唯一例外的是甲板灯的开启或关闭，在本船舶视景中船舶船艏部分可以观察到。目标船的号灯、号型、甲板灯控制由教练员在教练员站加以控制，这时如果目标船与本船舶互见，在本船舶的视景系统中可以得到体现。由于高品质航海模拟器是一种多船舶系统，仿真过程中其他船舶若与所述船舶互见，当其他船舶对各自号灯、号型控制板实施操作时，通过所述船舶的视景系统可以观察得到。现有技术中，根据船舶的种类、尺度、状态和工作性质确定号灯号型细节后，接下来的工作需要在船舶三维模型中增加号灯、号型模型部分。航海模拟器运行过程中，根据船舶的状态和工作性质，显示正确的号灯、号型，这种方法称为基于几何的绘制[2]。通过三维建模方式显示号灯的方法由于受实时显示要求的制约以及灯光建模的不确定性，很难做到足够真实。参考文献如下[I]吴兆麟.船舶避碰与值班(第3版)[M].大连大连海事大学出版社，2008.[2]饶滚金.航海模拟器中三维视景的实用化研究[D].硕士学位论文，大连大连海事大学，1999.
发明内容
本发明针对以上提出的问题，提供一种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示的方法。—种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，包括以下步骤SI、通过号灯号型表确定船舶号灯的细节，并形成一张号灯列表，号灯包括桅灯、舷灯、尾灯和环照灯；S2、根据船舶当前位置、航向，通过旋转、平移变换确定船舶任一号灯的准确位置，更新步骤SI中的号灯列表；S3、遍历更新后的号灯列表，判断确定需要显示的号灯，形成瞬时号灯显示列表；
S4、遍历瞬时号灯显示列表，采用基于图像的方法绘制全部号灯；在步骤S3中确定需要显示的号灯，按照如下步骤进行S31、根据船舶的每种号灯的水平位置(Xl，yi)和其他船舶中观测者水平位置(Xe, ye)，求得船舶号灯水平位置至他船舶中观测者水平位置的单位矢量Vle，
权利要求
1.一种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，包括以下步骤 51、通过号灯号型表确定船舶号灯的细节，并形成一张号灯列表，号灯包括桅灯、舷灯、尾灯和环照灯； 52、根据船舶当前位置、航向，通过旋转、平移变换确定船舶任一号灯的准确位置，更新步骤SI中的号灯列表； 53、遍历更新后的号灯列表，判断确定需要显示的号灯，形成瞬时号灯显示列表； 54、遍历瞬时号灯显示列表，采用基于图像的方法绘制全部号灯； 在步骤S3中确定需要显示的号灯，按照如下步骤进行 531、根据船舶的每种号灯的水平位置(Xl，yi)和其他船舶中观测者水平位置(xe，ye)，求得船舶号灯水平位置至他船舶中观测者水平位置的单位矢量Vle，
2.根据权利要求I所述的基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，船舶号灯的细节包括垂向位置、间距，水平位置、间距，水平光弧范围、颜色和能见距离，它们均可从号灯号型表中查取。
3.根据权利要求I或2所述的基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，纹理图片离线生成，所述纹理图片为照片或图形生成算法生成的图形。
4.根据权利要求3所述的基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，在生成纹理图片时，加上天气状况的影响效果。
5.根据权利要求I所述的基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，其特征在于，在步骤S42中，确定预定义矩形的大小采用如下策略设号灯的能见距离为I ;需要绘制的号灯与视点的距离为s ;去透视效果补偿距离为m，m的取值范围为·0. 25nmail ^ m ^ 0. 75nmail ;根据号灯灯罩外形确定预定义矩形的大小，当0 < s < m时，保持预定义矩形的大小不变；当m < s < 1-m时，对预定义矩形的大小做去透视效果补偿，即将预定义矩形的长与宽分别乘以s，以保持预定义矩形的大小不随s的增大而缩小；当1-m < s ^ I时，不再采用去透视效果补偿，让绘制的灯光图形随s的增大而逐渐缩小直至s=l后消失。
全文摘要
本发明提供一种基于图像的航海模拟器视景中号灯显示方法，该方法包括以下步骤S1、通过号灯号型表确定船舶号灯的细节，并形成一张号灯列表；S2、根据船舶当前位置、航向，通过旋转、平移变换确定船舶任一号灯的准确位置，更新步骤S1中的号灯列表；S3、遍历更新后的号灯列表，判断确定需要显示的号灯，形成瞬时号灯显示列表；S4、遍历瞬时号灯显示列表，采用基于图像的方法绘制全部号灯。实施本发明，具有以下有益效果通过在预定义矩形上贴号灯纹理图片，并对号灯显示的区域大小采用了去透视效果补偿，使所显示的号灯具有更强的真实感，由于采用了实时计算的方法判断是否应显示相应的号灯，使该方法更为简便、可靠。
文档编号G09B29/10GK102789739SQ20121023761
公开日2012年11月21日 申请日期2012年7月10日 优先权日2012年7月10日
发明者任俊生, 任鸿翔, 刘秀文, 孙霄峰, 尹勇, 张新宇, 张显库, 张秀凤, 神和龙, 肖方兵, 谷伟, 金一丞 申请人:大连海事大学