CN107908925A - 一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法，从距离目标最近的位置开始，以环状方式在屏幕中查找距离目标最近并且屏幕中未被占用的区域，作为航迹标牌的位置，以简洁高效的算法实现动目标标牌避让，同时保证标牌相对固定，避免标牌的频繁跳动。本发明实现了标牌避让，使标牌显示比较匀称，充分利用了屏幕中的显示空间，更美观，整洁；解决了标牌严重浪费内存方面的问题。
Description
技术领域
本发明涉及指控系统领域，特别是一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法。
背景技术
在指控系统领域中，航迹标牌携带着目标的基本信息，是态势显示中关注度最高的图形数据，其为指挥员提供最主要的决策参考依据，因此其显示的清晰度、层次感是图形显示设计的重要因素。计算机的屏幕是固定的，当屏幕或者某个区域中充斥着大量的目标时，很多目标的标牌会相互重叠在一起，从而导致标牌杂乱无章，对目标的观察造成很大的影响。标牌的避让通过对屏幕区域的合理分配计算，充分利用屏幕空白的空间，可以尽可能的避免航迹标牌的相互重叠，故通过对标牌避让原则的研究，提出了一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供了一种可以克服了标牌杂乱重叠，频繁跳动，消耗内存问题的旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法。
本发明的目的通过以下技术方案实现。
一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法，从距离目标最近的位置开始，以环状方式在屏幕中查找距离目标最近并且屏幕中未被占用的区域，作为航迹标牌的位置，步骤包括：
第一步：设定避让参数；
第二步：设置参与避让的节点：向避让管理模块中添加需要参与避让的传感器节点，只有参与节点的航迹参与避让显示，其他节点的航迹目标标牌则采用随机标牌；
第三步：获取每一条航迹当前的屏幕位置、标牌尺寸；
第四步：系统从最小距离上的某个角度开始，计算标牌的位置；
第五步：判定标牌的位置是否已被其他标牌占用，当未被占用时，则占用该区域，该条航迹避让完成，返回；当已经被占用时，则转至第六步；
第六步：增加一个角度步长，判定角度的增加是否超过360度；当未超过时，则转至第五步；当超过360度，角度增量置0，则转至第七步；
第七步：标牌长度增加固定步长，计算标牌位置并转至第五步，直到标牌长度超过最大值；
第八步：当上述判定都不成功时，则认为标牌避让失败，此时使用最初或上次位置作为标牌位置。
所述第三步具体为：航迹当前的屏幕位置：首先获取目标当前的场景坐标经纬度，然后利用坐标转换函数，将场景坐标转换成屏幕坐标，进而获取航迹当前的屏幕位置；标牌尺寸：0SG中节点都有包围盒，通过获取标牌节点的包围盒即可获取标牌的长宽属性。
相比于现有技术，本发明的优点在于：
1、实现了标牌避让，使标牌显示比较匀称，充分利用了屏幕中的显示空间，更美观，整洁；
2、解决了标牌频繁跳动方面的问题；
3、解决了标牌严重浪费内存方面的问题。
附图说明
图1为本发明的原理图。
图2为本发明的处理流程图。
图3为本发明的应用流程图。
图4为标牌尺寸发生变化时的避让流程图。
图5为标牌移动至边界处时的避让流程图。
图6为地图缩放时的避让流程图。
图7为屏幕尺寸发生变化时的避让流程图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体的实施例，对本发明作详细描述。
技术原则：
结合美学特征、整洁特征和计算效率要求，标牌避让应当遵循以下几个原则：
1、标牌应尽量靠近目标，如若标牌距离目标位置太远，标牌与目标连接线太长，连接线间会互相交织定位目标不方便，同时也不够美观；
2、标牌位置应当相对稳定，尽量避免频繁变化；
3、通过对屏幕区域的合理分配计算，充分利用屏幕空白的空间，尽可能的避免航迹标牌的相互重叠；
4、不能保证全部避让，当目标较多无可用空间时，为保障系统效率和美观性，允许标牌重叠；
5、避让时，应考虑到标牌固定位置的目标；
6、避让算法计算效率要求较高，系统需要处理成千上万批目标数据，算法的复杂度直接影响到系统的性能。
7、在大多数系统中，对于不同的目标指挥员希望能够展示其特性，不同航迹标牌中显示的内容是不相同的，因此标牌的大小是不同的，标牌的避让不能够简单的通过区域划分方式完成。
“旋转增量占位式动目标标牌自动避让”算法遵循上述标牌避让原则，其原理是从距离目标最近的位置开始，以环状方式在屏幕中查找距离目标最近并且屏幕中未被占用的区域，作为航迹标牌的位置。目标避让完成后，尽量保持目标标牌的相对位置固定，除非目标标牌发生重叠，才需要对该目标的标牌位置重新进行避让计算；对于无法完成避让的标牌，则保持原位置，从而保持目标标牌的稳定性，避免标牌的频繁变化。
目标避让只针对标牌可见的目标图形，对于标牌不可见的目标图形直接剔除，不参与处理。如图1和2所示，一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法，从距离目标最近的位置开始，以环状方式在屏幕中查找距离目标最近并且屏幕中未被占用的区域，作为航迹标牌的位置，以简洁高效的算法实现动目标标牌避让，同时保证标牌相对固定，避免标牌的频繁跳动。步骤包括：
第一步：设定避让参数；
a)设定屏幕尺寸(避让区域尺寸)，一般以显示器分辨率为准，如1920*1200；
b)设定避让的距离步长，默认为5；
c)设置角度步长，默认为20；
d)设定避让精细度，默认为2，size越大算法的精确度越低。
第二步：设置参与避让的节点：向避让管理模块中添加需要参与避让的传感器节点，只有参与节点的航迹参与避让显示，其他节点的航迹目标标牌则采用随机标牌；
第三步：获取每一条航迹当前的屏幕位置、标牌尺寸；本发明被应用到基于OSG图形引擎而开发的动目标显示软件中；
第四步：系统从最小距离上的某个角度开始，计算标牌的位置；
第五步：判定标牌的位置是否已被其他标牌占用，当未被占用时，则占用该区域，该条航迹避让完成，返回；当已经被占用时，则转至第六步；
第六步：增加一个角度步长，判定角度的增加是否超过360度；当未超过时，则转至第五步；当超过360度，角度增量置0，则转至第七步；
第七步：标牌长度增加固定步长，计算标牌位置并转至第五步，直到标牌长度超过最大值；
第八步：当上述判定都不成功时，则认为标牌避让失败，此时使用最初或上次位置作为标牌位置。
所述第三步具体为：航迹当前的屏幕位置：首先获取目标当前的场景坐标经纬度，然后利用坐标转换函数，将场景坐标转换成屏幕坐标，进而获取航迹当前的屏幕位置；标牌尺寸：OSG中节点都有包围盒，通过获取标牌节点的包围盒即可获取标牌的长宽属性。
本发明开发语言是C++，提交最终形式为类，最终成果形式为包含的类文件为LableEvade.h、LableEvade.cpp，使用方法如图3：
1、应当在软件中对避让算法参数进行初始化，调用函数void LableEvade：：setScreenSize(int width，int height)设定屏幕尺寸(避让区域尺寸)，如1920*1200。调用函数void LableEvade：：setMaxStep(int cnt)设定避让的距离步长，默认为5、调用函数void LableEvade：：setAngle(int angle)设置角度步长，默认为20、调用函数voidLableEvade：：setBlock(int size)设定避让精细度，默认为2，size越大算法的精确度越低。
2、设置参与避让的节点：向避让管理模块中添加需要参与避让的传感器节点，只有参与节点的航迹参与避让显示，其他节点的航迹目标标牌则采用随机标牌；
3、避让计算：标牌避让计算，计算完成后，如果避让成功，则占位，计算标牌相对目标位置的相对屏幕坐标，产生新的标牌位置；否则使用最初或上次位置作为标牌位置；至此标牌一次避让计算结束。标牌避让计算调用函数int LableEvade：：autoLable(int ptx，int pty，int width，int height，int&left，int&top，int minLen，int step)实现。其中参数ptx，pty是目标屏幕位置；width，height是标牌尺寸；left，top是避让后的标牌相对位置；minLen是标牌与目标最短距离，默认20；step是距离步长，默认5；返回值1表示避让成功，-1表示无法避让，位置可以保持不变，0表示参数越界，位置可以保持不变。
标牌避让算法在应用到动目标航迹显示中去时，会有以下四种特殊情况：
一、标牌大小发生改变时。在对航迹目标处理时会有识别的过程，所以在整个航迹显示过程中，目标类别会发生状态，不同类别的目标标牌显示内容项不一样，所以航迹标牌大小会发生改变。每当标牌大小发生变化时，需要清除标牌原有区域的占位，重新进行避让计算，此时标牌的避让流程图如图4，清除标牌原有区域使用函数void LableEvade：：clear(int left，int top，int width，int height)其中参数ptx，pty是目标屏幕位置；width，height是标牌尺寸。
二、标牌位于屏幕边界。航迹在地图上一直处于移动状态，当标牌从屏幕外移动至屏幕内时，重新对该目标进行避让计算；当标牌一部分在屏幕内部，一部分在屏幕外部时，则只对屏幕内的标牌部分进行避让计算，屏幕外的不做处理；当标牌从屏幕内移动至屏幕外时，释放该目标的区域占位计数，不再对其进行避让计算。避让流程如图5。
三、缩放地图。在航迹显示状态下，指挥员会有缩放地图的需求，地图缩放后，需要清除所有占用计数，此时参与避让的所有目标全部重新进行避让计算。流程图如图6，清除所有占用计数使用函数void LableEvade：：clear()。
四、屏幕尺寸发生变化。软件在运行过程中，如果屏幕尺寸发生变化，此时需要清除所有区域占位计数，重新设置避让算法避让区域尺，对所有显示的目标进行避让计算，流程图如图7。清除所有占用计数使用函数void LableEvade：：clear()。
Claims (2)
1.一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法，其特征在于从距离目标最近的位置开始，以环状方式在屏幕中查找距离目标最近并且屏幕中未被占用的区域，作为航迹标牌的位置，步骤包括：
第一步：设定避让参数；
第二步：设置参与避让的节点：向避让管理模块中添加需要参与避让的传感器节点，只有参与节点的航迹参与避让显示，其他节点的航迹目标标牌则采用随机标牌；
第三步：获取每一条航迹当前的屏幕位置、标牌尺寸；
第四步：系统从最小距离上的某个角度开始，计算标牌的位置；
第五步：判定标牌的位置是否已被其他标牌占用，当未被占用时，则占用该区域，该条航迹避让完成，返回；当已经被占用时，则转至第六步；
第六步：增加一个角度步长，判定角度的增加是否超过360度；当未超过时，则转至第五步；当超过360度，角度增量置0，则转至第七步；
第七步：标牌长度增加固定步长，计算标牌位置并转至第五步，直到标牌长度超过最大值；
第八步：当上述判定都不成功时，则认为标牌避让失败，此时使用最初或上次位置作为标牌位置。
2.根据权利要求1所述的一种旋转增量占位式动目标标牌自动避让方法，其特征在于所述第三步具体为：航迹当前的屏幕位置：首先获取目标当前的场景坐标经纬度，然后利用坐标转换函数，将场景坐标转换成屏幕坐标，进而获取航迹当前的屏幕位置；标牌尺寸：OSG中节点都有包围盒，通过获取标牌节点的包围盒即可获取标牌的长宽属性。
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