CN105387856A - 一种多光点跟踪装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种多光点跟踪方法，包括以下步骤:步骤1：获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息，并将其转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据；其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；步骤2：根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。本发明提供的多光点跟踪装置及方法，通过数据处理单元将多个目标舰的地理位置信息转化为图纸上的光点对应的投影像素点坐标数据，从而使得投影单元能够在追踪目标位置过程中实现同时追踪至少两个目标位置的追踪目的，从而解决现有技术中位置指示装置无法同时跟踪至少两个动态目标位置的问题。
Description
技术领域
本发明涉及交通标图作业领域，尤其涉及一种多光点跟踪装置及方法。
背景技术
目前，在通常使用地图、海图、航空图等交通图作业时，需要将已知位置的坐标数据(如：目标位置的直角坐标X、Y或者地理坐标经度、纬度等)在纸图上标示出来。根据上述已知位置的坐标数据利用测量工具，通过测量和计算得到目标距离(目标直角坐标X方向的距离Y方向的距离，或者地理坐标经度距离纬度距离)，根据目标距离在纸图上标出目标位置。若当前的测量目标是运动目标，则需要不停的进行上述工作。目前有一种位置指示装置，能够将目标的位置以光点的形式在纸图上连续指示出目标的位置，具体是将纸图布放在透光玻璃上，下方有一投影光笔，光笔将光点自下至上的投影到纸图上，光笔被机械传动机构带动，从而连续指示目标在纸图上的位置。这种装置给航行标绘工作带来了便利，但是，现有的所述装置只能指示一个目标的位置，当需要跟踪多个目标时，必须通过分时切换的方法对不同目标进行跟踪，因此，只能每次切换跟踪一个目标，从而在跟踪过程中跟踪多个目标时，导致了跟踪目标不连续的问题，进一步导致在对目标标绘航行时，工作效率低的结果。
发明内容
本发明的目的在于解决上述现有技术存在的缺陷，提供一种能够同时跟踪两个或两个以上动态目标的多光点跟踪装置及方法。
一种多光点跟踪方法，包括以下步骤:
步骤1：获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息，并将其转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据；其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；
所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息；
步骤2：根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
进一步地，如上所述的多光点跟踪方法，所述步骤1包括以下步骤：
步骤①、根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该像光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
步骤②、将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
步骤③、将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
步骤④、将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元；
步骤⑤、投影单元根据投影像素点坐标数据将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
进一步地，如上所述的多光点跟踪方法，步骤1中所述获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息包括：
获取本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰方位距离信息，并以其他目标舰方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息。
进一步地，如上所述的多光点跟踪方法，所述地理位置信息为本舰或目标舰的实际经纬度。
进一步地，如上所述的多光点跟踪方法，步骤2中，所述将光点投影在图纸上包括：调整投影位置和投影角度，使光点准确投影至图纸上，并在整个投影区域上获得均匀的指示精度。
一种多光点跟踪装置，包括：
数据处理单元，用于分别将多个目标舰不同时刻所对应的地理位置信息转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据，其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；
所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息；
投影单元，用于根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
进一步地，如上多光点跟踪装置，所述数据处理单元包括：
数据处理子单元，用于根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
数据转换单元，用于将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
数据匹配单元，用于将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
数据发送单元，用于将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元，供投影单元将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
进一步地，如上多光点跟踪装置，包括:位置解算单元，用于解算本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰方位距离信息，并以其他目标舰方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息。
进一步地，如上多光点跟踪装置，所述位置解算单元包括位置获取模块以及经纬度计算模块；
所述位置获取模块用于获取本舰当前时刻的地理位置信息；
所述经纬度计算模块用于根据本舰当前时刻的地理位置信息来计算其他目标舰对应时刻的方位距离信息，并根据该方位距离信息计算其他舰对应时刻的经纬度。
进一步地，如上多光点跟踪装置，包括对准调整设备，用于调整投影单元的投影位置和投影角度，使投影单元上的光点准确投影至图纸上，并在整个投影区域上获得均匀的指示精度。
本发明提供的多光点跟踪装置及方法，通过数据处理单元将多个目标舰的地位位置信息转化为图纸上的像素点坐标数据对应的投影像素点坐标数据，从而使得投影单元能够在追踪目标位置过程中实现同时追踪至少两个目标位置的追踪目的，从而解决现有技术中位置指示装置无法同时跟踪至少两个动态目标位置的问题。
附图说明
图1为本发明实施例1多光点跟踪方法流程图；
图2为本发明实施例1多光点跟踪装置结构图；
图3为本发明实施例2多光点跟踪方法流程图；
图4为本发明实施例2多光点跟踪装置结构图；
图5为本发明实施例3多光点跟踪装置结构；
图6为本发明实施例4多光点跟踪装置结构图；
图7为本发明实施例5多光点跟踪装置结构图；
图8为本发明多光点跟踪装置和图纸的布置空间结构图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例1多光点跟踪方法流程图，如图1所示，该方法包括以下步骤:
步骤1：获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息，并将其转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据；其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息；
具体地，为了实现对多个目标舰的同时跟踪定位，需要一一获取每个目标舰的地理位置信息，然后将每个目标舰的地理位置一一转化成能够投影在图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据(该投影像素点坐标数据与图纸上的光点所处的像素点所对应的坐标数据一一对应)；光点的位置随目标舰的运动而时刻改变，每一个光点代表一个目标舰，光点的颜色可以设定，光点周围可以用不同的形状或文字表示目标舰的属性，目标舰运动时，输入系统的目标舰所对应的地理方位距离信息随之发生变化，与此同时光点所对应的投影像素点坐标数据也发生变化，进而能够在图纸上显示出每个目标舰的运动轨迹。
步骤2：根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
图2为本发明实施例1多光点跟踪装置结构图，如图1所示，该装置包括：数据处理单元和投影单元。
所述数据处理单元用于分别将多个目标舰不同时刻所对应的地理位置信息转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据，其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息。
所述投影单元用于根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
图3为本发明实施例2多光点跟踪方法流程图，如图2所示，该方法包括以下步骤：
步骤①、根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该像光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
具体地，当光点投影在图纸上时，每个光点在图纸唯一对应有一个像素点坐标数据，而为了保证投影单元能够准确地将每个光点投影在图纸上的对应像素点坐标位置，需要将该像素点坐标数据转化为投影单元能够识别的投影像素点坐标数据。其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸，居此，当更换不同的投影和比例尺寸的海图后，仍然能在对应图纸上准确的指示出目标舰的位置(也即光点的位置)，由于光点是从上方投影到纸面的，因此要求图纸要铺平放整，人员可以再图上完成各种标绘操作，虽然有些操作会遮挡部分光点的显示，但对使用者关注的光点可以认为避开，完全不会影响使用，投影到图纸上的光点分辨率至少可以达到1024×768，全幅图纸的有效幅面一般小于1000mm×700mm,因此，光点的指示误差可以达到1-2mm,从而满足通常显示标绘的要求，如果使用半幅图纸，或减少有效投影幅面，光点指示精度进一步提高。
步骤②、将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
具体地，当目标舰运动时，其所对应的地理位置信息将随之会发生变化，因此，转换后的像素点坐标数据也将随之发生变化，这些随之变化的像素点坐标数据就构成了目标舰的运动轨迹，当有两个或两个以上的目标舰时，就会跟随之变化的像素点坐标数据形成两个或两个以上的运动轨迹。
步骤③、将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
为了使投影单元能够准确地通过光点将目标舰的位置在图纸上显示出来，需要将像素点坐标数据转化匹配为投影单元能够识别的投影像素点坐标数据，供投影单元将光点准确地投影在图纸上。
步骤④、将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元；
步骤⑤、投影单元根据投影像素点坐标数据将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
图4为本发明实施例2多光点跟踪装置结构图，如图4所示，所述数据处理单元包括数据处理子单元、数据转换单元、数据匹配单元、数据发送单元；
所述数据处理子单元用于根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该像光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
所述数据转换单元用于将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
所述数据匹配单元用于将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
所述数据发送单元用于将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元，供投影单元将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
图5为本发明实施例3多光点跟踪装置结构图，如图5所示，本实施例在实施例1的基础上增加了一个位置解算单元，所述位置解算单元用于解算本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰的方位距离信息，并以其他目标舰的方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息。
具体地，在实施例1步骤1之前，还包括位置解算步骤，即首先解算本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰方位距离信息，并以其他目标舰方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息，据此，获得每个目标舰不同时刻所对应的地理位置信息，该地理位置信息可以采用不同的方式来呈现表示，本发明在此处采用经纬度来表示目标舰的地理位置信息。
图6为本发明实施例4多光点跟踪装置结构图，如图6所示，该装置所述位置解算单元包括：位置获取模块以及经纬度计算模块，所述位置获取模块用于获取本舰当前时刻的地理位置信息，所述地理位置信息为本舰或目标舰的实际经纬度；所述经纬度计算模块用于根据本舰当前时刻的地理位置信息来计算其他目标舰对应时刻的方位距离信息，并根据该方位距离信息计算其他舰对应时刻的经纬度。
其解算经纬度的计算方法与公式如下：
在图纸上实现多个光点同时显示多个目标位置的方式是首先将输入的目标数据转换为目标的经纬度，通常输入的目标数据为本舰测定的目标方位和距离，然后将目标方位和距离转换为经纬度，所述经纬度可以用如下公式计算：
λ＝λ0+fλ(方位、距离)
(方位，距离)
其中，λ为目标经度，为目标纬度，λ0为本舰经度，为本舰纬度，fλ为目标舰经度随方位、距离变化的函数，为目标舰纬度随的方位、距离变化的函数。
图7为本发明实施例5多光点跟踪装置结构图，如图7所示，该装置在实施例4的基础上还增加了一个对准调整设备，所述对准调整设备用于调整投影单元的投影位置和投影角度，使投影单元上的光点准确投影至图纸上，并在整个投影区域上获得均匀的指示精度。
图8为本发明多光点跟踪装置和图纸的布置空间结构图，如图8所示，光点投影设备4安放在图纸安放定位板1正上方，所述光点投影设备4用于将光点投影到图纸(海图)上，要求光点分辨率大于1024×768像素，分辨率高低决定了光点指示精度的高低，分辨率越高指示精度越高，图纸2固定在图纸安放定位板1上，根据投影范围，确定了图纸上的图纸轮廓区域3。
校正方法：
根据投影范围大小，将图纸2安放在图纸安放定位板1上，图纸中心放在投影设备4的中心线上，最大投影范围可覆盖最大图纸轮廓区域3，分别调整图纸位置、校正参数、对准调整设备的角度，使四个十字校准点准确指示在对应位置上，且精度符合要求。在图纸上选择四个基准点，以图纸左下角坐标为初始基准点，可以根据海图投影公式，利用海图基本参数计算出所有目标舰相对初始基准点的图上距离(用X、Y坐标以毫米为单位)，同时也能计算出其他三个基准点相对左下角初始基准点的图上距离(用X、Y坐标以毫米为单位)，通过投影设备，将所有基准点和目标舰以光点形式投影在海图上，首先将左下角初始基准点的投影光点对准海图上初始基准点位置坐标，根据需要可以用N×N个像素(N＝1-5)代表一个光点，然后调整每个像素代表的长度参数(以毫米为单位)，也可以调整投影焦距等参数，使得另外三个基准点的投影光点与其对应海图上三个基准点的位置坐标一致，这时按该比例参数投影出的所有目标点将都能准确指示目标在图纸上的实际位置，不同投影形式的海图或地图采用与其对应的投影公式完成坐标的计算，目标的航向和航速可以用投影矢量线表示，矢量线的长度代表速度、矢量线的方向表示航向。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种多光点跟踪方法，其特征在于，包括以下步骤:
步骤1：获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息，并将其转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据；其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；
所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息；
步骤2：根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
2.根据权利要求1所述的多光点跟踪方法，其特征在于，所述步骤1包括以下步骤：
步骤①、根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该像光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
步骤②、将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
步骤③、将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
步骤④、将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元；
步骤⑤、投影单元根据投影像素点坐标数据将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
3.根据权利要求1所述的多光点跟踪方法，其特征在于，步骤1中所述获取两个或两个以上目标舰不同时刻所对应的地理位置信息包括：
获取本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰方位距离信息，并以其他目标舰方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息。
4.根据权利要求3所述的多光点跟踪方法，其特征在于，所述地理位置信息为本舰或目标舰的实际经纬度。
5.根据权利要求1所述的多光点跟踪方法，其特征在于，步骤2中，所述将光点投影在图纸上包括：调整投影位置和投影角度，使光点准确投影至图纸上，并在整个投影区域上获得均匀的指示精度。
6.一种多光点跟踪装置，其特征在于，包括：
数据处理单元，用于分别将多个目标舰不同时刻所对应的地理位置信息转化为图纸上的光点所对应的投影像素点坐标数据，其中，一个投影像素点坐标数据对应一个目标舰当前时刻的地理位置信息；
所述地理位置信息包括：本舰的地理位置信息以及以本舰的地理位置信息为基准而计算获取的其他目标舰的对应时刻的地理位置信息；
投影单元，用于根据每一个光点所对应的投影像素点坐标数据将光点投影在图纸上。
7.根据权利要求6所述的多光点跟踪装置，其特征在于，所述数据处理单元包括：
数据处理子单元，用于根据不同图纸上的光点对应的坐标数据计算该光点投影到图纸上时所对应的投影像素点坐标数据，并将该图纸上任意光点的坐标数据转换成投影像素点坐标数据；其中，所述不同的图纸包括采用不同的投影方法绘制而成的不同图纸、以及采用相同的投影方法绘制而成的不同比例尺的图纸；
数据转换单元，用于将所述目标舰所对应的某一时刻的地理位置信息转换为图纸上的光点所对应的坐标数据；
数据匹配单元，用于将所述光点的坐标数据与该光点所对应的投影像素点坐标数据进行匹配；
数据发送单元，用于将匹配成功的投影像素点坐标数据发送给投影单元，供投影单元将需要指示的位置以光点形式投射到图纸上。
8.根据权利要求6所述的多光点跟踪装置，其特征在于，包括:位置解算单元，用于解算本舰当前时刻的地理位置信息以及以本舰当前时刻的地理位置信息为基准依据获知的其他目标舰方位距离信息，并以其他目标舰方位距离信息计算获知的其他目标舰对应时刻的地理位置信息。
9.根据权利要求8所述的多光点跟踪装置，其特征在于，所述位置解算单元包括位置获取模块以及经纬度计算模块；
所述位置获取模块用于获取本舰当前时刻的地理位置信息；
所述经纬度计算模块用于根据本舰当前时刻的地理位置信息来计算其他目标舰对应时刻的方位距离信息，并根据该方位距离信息计算其他舰对应时刻的经纬度。
10.根据权利要求6所述的多光点跟踪装置，其特征在于，包括对准调整设备，用于调整投影单元的投影位置和投影角度，使投影单元上的光点准确投影至图纸上，并在整个投影区域上获得均匀的指示精度。
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