CN113448476B - 一种多目标标牌的交互显示方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多目标标牌的交互显示方法，设置选择区域和显示区域为同心圆，输入点作为圆心，选择区域的标牌采用大面积，显示区域和其它区域的标牌采用小面积，将输入点移动到选择区域，将选择区域的标牌显示在显示区域，多个标牌自动避让，缩放其它区域的标牌，自动避让出显示区域，无需滚轮切换地图比例尺或选择图层，提高多目标标牌的交互显示效率，操作与显示更为友好，降低用户的认知负荷，提升用户体验和多目标监控效能，特别是对重点目标监控要求高的使用场景，有效推动二三维目标监视、地图显示、二三维可视化等技术的发展。
Description
技术领域
本发明属于标牌显示技术领域，具体涉及一种多目标排布技术。
背景技术
在目标态势变化过程中，多目标场景是监控的主要场景。为了实时监控目标变化情况，提高用户的认知效率，通常会给目标增加详标牌或简标牌，跟随目标实时变化，标牌技术由此产生。例如机场的空管系统，态势地图中拥有成千上万个空中目标，为实时监控目标状态变化，会在目标旁增加航班号、飞行速度等信息标牌，伴随目标飞行。当大量的目标出现时，标牌会叠加或粘黏在一起相互遮挡，不能完整显示标牌信息，导致用户无法通过目标标牌查看目标状态变化。
针对多目标标牌显示的人机交互显示技术主要有LOD分层显示技术、自动避让技术、重点目标设定技术等。LOD分层显示技术将目标分类，根据不同的目标种类，多类型同时显示或单类型显示，但是前期开发成本高，用户需要进行频繁操作。自动避让技术是近年来应用较多的标牌显示技术方案，在多个目标标牌出现叠加情况时，自动远离，相互避让，但是标牌离目标较远，且遮挡其它区域信息，极易出现用户认知错误的情况。重点目标设定技术让用户将某些目标设为重点，在态势地图中突出重点目标的标牌视觉显示效果，降低或忽略其它标牌的视觉显示效果，但是强调主要目标，对周边目标的显示效果不够理想。
随着地图技术、二三维显示技术、空间信息可视化技术、态势感知技术、目标监视技术等发展和广泛应用，可用性高、容错率强、操作友好的人机交互显示方式变得愈发重要。优秀的人机交互显示技术可以提高用户的认知效率，降低错误率，提升用户使用体验和目标监控能力。
发明内容
本发明为了解决现有技术存在的多目标标牌相互遮挡和粘黏的问题，提出了一种多目标标牌的交互显示方法，综合运用鼠标输入、触屏输入、语音输入、体感输入、眼动控制输入技术，使多个标牌分区域显示和实时避让，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
步骤一：设置选择区域和显示区域为同心圆，选择区域半径＜显示区域半径，输入点作为圆心
进一步的，设置输入点的坐标为（x1,y1），令选择区域的圆心坐标为（x1,y1）半径为r1、显示区域的圆心坐标为（x1,y1）半径为r2，将地图显示客户端屏幕上的中心位置转换为屏幕坐标。
步骤二：设置标牌面积S1与S2，S1为大面积，S2为小面积，选择区域的标牌采用大面积S1，显示区域和其它区域的标牌采用小面积S2。
步骤三：采用鼠标、触摸、体感、语音、眼控方式，将输入点移动到选择区域
步骤四：将选择区域的标牌显示在显示区域，多个标牌自动避让
步骤五：缩放其它区域的标牌，自动避让出显示区域
进一步的，自动避让采用交并比检验标牌是否重叠，令重叠标牌向周边的二维网格就近避让。
计算所有标牌距离选择区域圆心的距离，存储于map<int, int>all_distance中，设置key为当前标牌的ID、value为当前标牌距离选择区域圆心的距离，遍历all_distance，将value小于r1的标牌信息存储于map<int, int>in_distance，其它标牌信息存储于map<int, int>out_distance。
存储结构采用二维数组Grids=[maxRowNum][maxColNum]形式，将屏幕划分网格，maxRowNum 为屏幕网格的行数，maxColNum 为屏幕网格的列数，设A为maxRowNum=[mapScreenHeight/gridHeight]，B为maxColNum=[mapScreenWidth/gridWidth] ，若Grids[A][B]=true，则行A列B 被占用。
采用交并比的方式计算重叠面积，交并比越大，遮挡越多，设置交并比阈值N，若交并比大于N，则判定标牌重叠，分析周边网格占用情况，向距离最近的未占用网格避让，重新绘制标牌。
进一步的，计算out_distance存储的标牌与圆心的距离，若大于r2，则将距离增量映射至标牌坐标，重新绘制标牌，移出显示区域，否则将距离增量映射至标牌坐标，计算各标牌的重叠面积，按重叠面积之和最小的分布方式，重新绘制标牌，分散于显示区域。
步骤六：修改输入点，实时更新选择区域、显示区域和其它区域的标牌所在区域
进一步的，若输入点坐标变化，则保持r1与r2不变，令圆心坐标与输入点一致，重新计算r1与r2内的标牌并避让。
本发明的有益效果：无需滚轮切换地图比例尺或选择图层，提高多目标标牌的交互显示效率，操作与显示更为友好，降低用户的认知负荷，提升用户体验和多目标监控效能，，特别是对重点目标监控要求高的使用场景，有效推动二三维目标监视、地图显示、二三维可视化等技术的发展。
附图说明
图1是操作流程图，图2是交并比示意图。
具体实施方式
以下结合附图，以鼠标输入为例，对本发明的技术方案做具体的说明。
操作流程如图1所示，将鼠标移动到选择区域，选择区域内目标标牌显示在显示区域内，重新避让，选择区域外目标标牌缩放并避让到显示区域外。
鼠标移入地图后，围绕鼠标的第一个圆形区域为选择区域，第二个圆形区域为显示区域，显示区域外为其它区域。
用户可以根据需求设置选择区域和显示区域的范围大小，当鼠标移动到选择区域，根据已设定的区域范围，通过多目标选择技术，选择区域内的所有目标。
选择区域内的目标被选定后，通过自动避让技术，重新计算最优部署位置，包括距离目标最近、无遮挡等因素，使标牌显示在显示区域，令其它目标向四周自动避让，显示在其它区域范围内。
采用交并比（ntersection over Union，IOU）的方式计算重叠面积，交并比越大，遮挡越多设置交并比阈值N，若交并比大于N，则判定标牌重叠，分析周边网格占用情况，向距离最近的未占用网格避让，重新绘制标牌。
如图2所示，有两个边框分别为A和B，A的两个对角的坐标分别为（x11，y11），（x12，y12），B的两个对角坐标分别为（x21，y21），（x22，y22）。IOU为两个边框交叠部分面积与总面积的比值，即
在选择区域内的目标进行重新避让的同时，显示区域内的目标也避让到其它区域，并与其它区域内的标牌一同缩放，缩放比例由标牌内容可读性决定，缩放后内容清晰可见，一般为正常显示大小的70%，缩放后重新根据空间进行避让。
当输入点发生变化时，重复上述步骤，使标牌呈现出根据显示需求实时变化的效果，就当前技术而言，当采用眼动控制输入点时，显示效果最佳。
上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种多目标标牌的交互显示方法，其特征在于，包括：
步骤一：设置选择区域和显示区域为同心圆，选择区域半径＜显示区域半径，输入点作为圆心；
步骤二：设置标牌面积S1与S2，S1为大面积，S2为小面积，选择区域的标牌采用大面积S1，显示区域和其它区域的标牌采用小面积S2；
步骤三：采用鼠标、触摸、体感、语音、眼控方式，确定输入点，围绕输入点的第一个圆形区域为选择区域，第二个圆形区域为显示区域，显示区域外为其它区域；
步骤四：将选择区域的标牌显示在显示区域，多个标牌自动避让，采用交并比检验标牌是否重叠，令重叠标牌向周边的二维网格就近避让，从而使选择区域的标牌显示在显示区域，显示区域内的标牌避让显示在其它区域；
步骤五：缩放其它区域的标牌，缩放后重新根据空间进行避让；
步骤六：修改输入点，实时更新选择区域、显示区域和其它区域的标牌所在区域；
所述步骤四包括：采用交并比的方式计算重叠面积，交并比越大，遮挡越多，设置交并比阈值N，若交并比大于N，则判定标牌重叠，分析周边网格占用情况，向距离最近的未占用网格避让，重新绘制标牌。
2.根据权利要求1所述的多目标标牌的交互显示方法，其特征在于，所述步骤一，包括：设置输入点的坐标为（x1,y1），令选择区域的圆心坐标为（x1,y1）半径为r1、显示区域的圆心坐标为（x1,y1）半径为r2，将地图显示客户端屏幕上的中心位置转换为屏幕坐标。
3.根据权利要求2所述的多目标标牌的交互显示方法，其特征在于，所述步骤四和步骤五，包括：
计算所有标牌距离选择区域圆心的距离，存储于map<int, int> all_distance 中，设置key为当前标牌的ID、value为当前标牌距离选择区域圆心的距离，遍历all_distance，将value小于r1的标牌信息存储于map<int, int> in_distance，其它标牌信息存储于map<int, int> out_distance；
存储结构采用二维数组Grids=[maxRowNum][maxColNum]形式，将屏幕划分网格，maxRowNum 为屏幕网格的行数，maxColNum 为屏幕网格的列数，设A为maxRowNum=[mapScreenHeight/gridHeight]，B为maxColNum=[mapScreenWidth/gridWidth] ，若Grids[A][B]=true，则行A列B 被占用。
4.根据权利要求3所述的多目标标牌的交互显示方法，其特征在于，所述步骤五，包括：计算out_distance存储的标牌与圆心的距离，若大于r2，则将距离增量映射至标牌坐标，重新绘制标牌，移出显示区域。
5.根据权利要求1所述的多目标标牌的交互显示方法，其特征在于，所述步骤六，包括：若输入点坐标变化，则保持r1与r2不变，令圆心坐标与输入点一致，重新计算r1与r2内的标牌并避让。
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