船舶导航雷达综合显示方法
【专利摘要】本发明公开了一种船舶导航雷达综合显示方法，（1）将雷达显示的内容划分为若干显示层，各显示层之间相互独立；（2）根据旋转参数和平移参数将所述显示层按照一定顺序融合绘制到雷达屏幕上。本发明将雷达的显示内容分别安排到各个显示层，每个显示层根据旋转和平移参数绘制到屏幕上，各个显示层更新相互独立，不仅有效地提高了绘制效率，而且通过增减纹理的方式，提供一条可扩展绘制的方法。
【专利说明】船舶导航雷达综合显不方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及雷达技术，尤其涉及一种船舶导航雷达综合显示方法。
【背景技术】
[0002]雷达利用无线电技术发现目标并测定目标在空间的位置，它一般包括雷达波发射、雷达回波信号处理和雷达综合显示三大重要组成部分，其中，雷达综合显示部分是用来绘制雷达回波，绘制回波余辉，绘制各种导航工具和跟踪目标或AIS图标，甚至是海图，以易于操作人员整体观察整体海陆环境，运动目标和对当前环境做各种参数测量。早期的雷达综合显示系统，由专用的图形处理电路完成回波数据处理，目标绘制和其他导航工具。这种雷达综合显示方式，虽然硬件处理图形速度快，但缺点是硬件设计复杂，显示内容有限，随着以后显示内容增多，难以满足用户需求，而且用户交互性差。
[0003]目前，雷达综合显示系统开始丢弃传统的硬件图形处理方式，引入操作系统来响应用户操作，而且数字化图形技术开始应用到雷达系统的各个方面。随着图形显示芯片的速度不断提高和显示内存的容量不断增加，雷达综合显示的内容开始变得丰富，灵活，开发的工作由硬件开发开始转向相对容易的软件开发，对用户需求的响应也变得迅速。尽管如此，数字化应用的程度，不同的图形显示算法，对雷达系统的显示方式，扩展方式和显示效率都有极大影响。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种船舶导航雷达综合显示方法，以解决雷达综合信息显示方式单一、可扩展性差和显示效率低的问题。为了实现上述目的，本发明的技术方案为:一种船舶导航雷达综合显示方法，包括如下步骤:(1)将雷达显示的内容划分为若干显示层，各显示层之间相互独立；(2)根据旋转参数和平移参数将所述显示层按照一定顺序融合绘制到雷达屏幕上。
[0005]优选地，在步骤(I)中，首先利用3D图形处理库根据图形硬件和运行环境作初始化处理。
[0006]优选地，在步骤(2)中，所述显示层融合绘制的顺序按照各层的优先级和显示效果安排绘制，优先级较低的绘制在底层，优先级较高的绘制在上层。
[0007]优选地，在3D图形处理库中“层”表现为“纹理”，所述显示层划分的层次顺序从下至上分别是海图纹理、回波余辉纹理、回波纹理、地稳定纹理、正北稳定纹理、船首稳定纹理、静态纹理、目标纹理。
[0008]优选地，所述旋转参数用于纹理绘制在雷达屏幕的旋转角度进行绘制，所述平移参数用于纹理的绘制在雷达屏幕的平移位置进行绘制。
[0009]优选地，根据“罗经数据”和“向上模式”，更新各个纹理的旋转参数；根据GPS或北斗“地理位置传感器信息”和“运动模式”，更新各个纹理的平移参数。
[0010]优选地，根据预设的图形的刷新率，在雷达屏幕上按顺序，按旋转参数和平移参数将各个纹理绘制出来。
[0011]优选地，根据响应雷达后端的回波数据中断，将读取的雷达回波数据绘制到回波纹理和回波余辉纹理；根据目标更新频率，将跟踪或AIS目标绘制到目标纹理上；根据导航工具和各种雷达图标的向上和稳定模式，分别绘制到正北稳定纹理，船首稳定纹理和地稳定纹理上。
[0012]优选地，根据用户选择的量程或单位，各纹理的绘制做出响应，根据所调整的量程或单位，对纹理所属的绘制内容做更新。
[0013]与现有技术相比，本发明将雷达的显示内容分别安排到各个显示层，每个显示层根据旋转和平移参数绘制到屏幕上，各个显示层更新相互独立，不仅有效地提高了绘制效率，而且通过增减纹理的方式，提供一条可扩展绘制的方法。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
[0015]图1是本发明各显示层的旋转和平移参数表。
[0016]图2是本发明各显示层的展示示意图。
【具体实施方式】
[0017]本发明的船舶导航雷达综合显示方法包括如下步骤:
[0018](I)首先利用3D图形处理库OpenGL或DirectX根据图形硬件和运行环境做一个初始化处理，例如在DirectX中调用CreateDevice创建设备，调用SetRenderState设置渲染设备的属性。
[0019](2)雷达综合显示的内容由分层渲染和分层融合绘制两大部分组成。层划分的原理为“方向稳定”一致的划分为一层，例如:正北稳定层，船首稳定层；“运动稳定”一致的划分为一层，例如:地稳定层，海图层；功能单一的划分为一层，例如，回波层，回波余辉层和目标层。分层融合绘制的顺序，按照各层的优先级和显示效果安排绘制，优先级低的层如海图，回波余辉层和回波层绘制在底层；而目标层，和其他各层绘制在最上层。雷达综合显示的内容划分为8个层，在3D图形处理库中“层”表现为“纹理”。在DirectX中调用CreateTexture申请纹理,纹理的属性应为ARGB格式,具有透明属性,层次顺序从下至上分别是:1)海图纹理；2)回波余辉纹理；3)回波纹理；4)地稳定纹理；5)正北稳定纹理；6)船首稳定纹理；7)静态纹理；8)目标纹理。雷达通常需要叠加海图，所以单独为海图的显示定义海图纹理；雷达回波的更新速率跟天线的旋转速度相关，所以需要单独绘制雷达回波纹理；有的雷达系统需要留下雷达回波的余辉，所以余辉的渲染单独绘制在一个纹理里；活动距标环(VRM)和电子防伪线(EBL)则根据稳定属性可选择绘制在正北稳定纹理和船首稳定纹理，甚至可以绘制在地稳定纹理；目标纹理层地更新则绘制ARPA目标和AIS目标为主。
[0020](3)将以上8个纹理的根据绘制参数进行绘制，每个纹理的绘制参数包括:旋转参数和平移参数。每个纹理在绘制前都需要根据绘制参数，对纹理的绘制进行转换。旋转参数的作用是，纹理绘制在屏幕的旋转角度进行绘制；平移参数的作用是，纹理的绘制在屏幕平移的位置进行绘制。将各纹理的“旋转参数”设置初始值为0，将“平移参数”设置初始值为(O，O);表示各纹理不旋转也不平移
[0021](4)请参阅图1，根据从罗经传感器接收的罗经数据和向上模式确定各纹理的旋转参数，以及更新各个纹理的旋转参数；首先获取罗经数据，数据(GYRO)是本船相对于正北的旋转角度。当选择正北向上时，正北稳定纹理的旋转偏移为0，而船首稳定纹理的旋转偏移为GYRO ;当选择船首向上时，正北稳定纹理的旋转偏移为-GYR0，而船首稳定纹理的旋转偏移为O。
[0022](5)请参阅图1，根据从地理位置传感器(GPS)和运动模式确定各纹理的平移参数。地理位置信息以经纬度形式表示，要绘制到屏幕上，则需要经过从经纬度转为化屏幕坐标，然后纹理才能正确地绘制到屏幕上。首先获取本船当前地理位置数据，数据(GE0P0S_0)表现为经纬度；当绘制海图时，定下海图的绘制中心(GE0P0S_1)，该中心应该离GE0P0S_0不远。两位置的偏移为VECT=GE0P0S_1-GE0P0S_0，VECT为由方位和距离组成的向量。当选择相对运动的时候，表现在屏幕上的本船相对屏幕静止，船首稳定纹理平移参数为0，海图相对于本船前进方向往后退，因此海图纹理绘制在屏幕上的平移参数是VECT ;当选择真运动时，海图相对于屏幕静止，海图纹理的平移参数为0，而本船相对于屏幕往船前进方向运动，因此船首稳定纹理的平移参数为-VECT。
[0023](6)请参阅图2，根据预设的图形的刷新率，在屏幕上按顺序，按绘制参数将各个纹理绘制出来；响应雷达后端的回波数据中断，将读取的雷达回波数据绘制到回波纹理和回波余辉纹理；根据目标更新频率，将跟踪或AIS目标绘制到目标纹理上；根据导航工具和各种雷达图标的向上和稳定模式，分别绘制到正北稳定纹理，船首稳定纹理和地稳定纹理上；如果有些导航工具可以选择不同的稳定模式，则需要在不同纹理添加绘制代码；根据用户选择的量程或单位，各个纹理的绘制需要做出一个及时的响应，根据所调整的量程或单位，对纹理所属的绘制内容做更新；各层根据需要独立更新，互不干扰，例如，海图纹理更新海图，回波纹理更新雷达回波，余辉纹理更新回波余辉，目标纹理更新跟踪目标或AIS目标，正北纹理、船首纹理和地稳定纹理则绘制其他航海信息等。
[0024]虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通人员，在不脱离发明的范围内，作些改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
【权利要求】
1.一种船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于包括如下步骤: (1)将雷达显示的内容划分为若干显示层，各显示层之间相互独立； (2)根据旋转参数和平移参数将所述显示层按照一定顺序融合绘制到雷达屏幕上。
2.如权利要求1所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，在步骤(I)中，首先利用3D图形处理库根据图形硬件和运行环境作初始化处理。
3.如权利要求2所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述显示层融合绘制的顺序按照各层的优先级和显示效果安排绘制，优先级较低的绘制在底层，优先级较高的绘制在上层。
4.如权利要求3所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，在3D图形处理库中“层”表现为“纹理”，所述显示层划分的层次顺序从下至上分别是海图纹理、回波余辉纹理、回波纹理、地稳定纹理、正北稳定纹理、船首稳定纹理、静态纹理、目标纹理。
5.如权利要求4所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，所述旋转参数用于纹理绘制在雷达屏幕的旋转角度进行绘制，所述平移参数用于纹理的绘制在雷达屏幕的平移位置进行绘制。
6.如权利要求5所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，根据“罗经数据”和“向上模式”，更新各个纹理的旋转参数；根据GPS或北斗“地理位置传感器信息”和“运动模式”，更新各个纹理的平移参数。
7.如权利要求6所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，根据预设的图形的刷新率，在雷达屏幕上按顺序，按旋转参数和平移参数将各个纹理绘制出来。
8.如权利要求4所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，根据响应雷达后端的回波数据中断，将读取的雷达回波数据绘制到回波纹理和回波余辉纹理；根据目标更新频率，将跟踪或AIS目标绘制到目标纹理上；根据导航工具和各种雷达图标的向上和稳定模式，分别绘制到正北稳定纹理，船首稳定纹理和地稳定纹理上。
9.如权利要求4所述的船舶导航雷达综合显示方法，其特征在于，根据用户选择的量程或单位，各纹理的绘制做出响应，根据所调整的量程或单位，对纹理所属的绘制内容做更新。
【文档编号】G01S7/04GK103454617SQ201310367824
【公开日】2013年12月18日 申请日期:2013年8月21日 优先权日:2013年8月21日
【发明者】卢钊彦 申请人:海华电子企业(中国)有限公司