電子海圖和導(dǎo)航雷達(dá)是船舶導(dǎo)航系統(tǒng)不可或缺的設(shè)備。多年來,兩者普遍單獨(dú)使用,無法全面顯示船舶周圍靜態(tài)和動(dòng)態(tài)目標(biāo)的綜合態(tài)勢。而將二者的導(dǎo)航信息融合顯示能夠同時(shí)顯示海上危險(xiǎn)的運(yùn)動(dòng)目標(biāo)和水面下的暗礁、淺灘,從而提高船舶的避障能力。本文在Linux系統(tǒng)平臺下,采用QT圖形框架設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電子海圖與雷達(dá)信息的融合顯示系統(tǒng)。首先,本文介紹了融合顯示系統(tǒng)的基本結(jié)構(gòu),并分析了電子海圖和導(dǎo)航雷達(dá)的系統(tǒng)原理,進(jìn)而給出了融合顯示的總體設(shè)計(jì)方案:采用模塊化和分層顯示的思想設(shè)計(jì)融合顯示系統(tǒng),該系統(tǒng)的主要模塊包括電子海圖顯示模塊、雷達(dá)信息顯示模塊和融合顯示模塊,導(dǎo)航信息依次分為海圖層、雷達(dá)圖像層和AIS目標(biāo)層進(jìn)行分層顯示。其次,設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了電子海圖顯示模塊。為實(shí)現(xiàn)電子海圖的快速顯示,本文基于瓦片技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子海圖的顯示模塊。瓦片式電子海圖的顯示流程主要包括電子海圖ENC(Electronic Navigational Chart)文件的解析、海圖物標(biāo)數(shù)據(jù)的轉(zhuǎn)存、電子海圖瓦片的繪制和電子海圖瓦片的渲染顯示。然后,研究了雷達(dá)信息的顯示。本文將雷達(dá)信息顯示模塊分為數(shù)據(jù)接收模塊、數(shù)據(jù)處理模塊及顯示模塊。為實(shí)現(xiàn)雷達(dá)視頻圖像的實(shí)時(shí)更新顯示,本文采用坐標(biāo)索引查表法實(shí)現(xiàn)極坐標(biāo)與直角坐標(biāo)的快速轉(zhuǎn)換,同時(shí)采用虛擬顯存的方法實(shí)現(xiàn)雷達(dá)圖像的實(shí)時(shí)更新繪制。最后,實(shí)現(xiàn)了電子海圖及雷達(dá)圖像融合顯示,并對融合顯示系統(tǒng)的功能和性能進(jìn)行測試。本文采用GPS(Global Positioning System)信息作為位置參考,并將電子海圖及雷達(dá)信息顯示在同一坐標(biāo)系中,從而實(shí)現(xiàn)海圖的靜態(tài)物標(biāo)與雷達(dá)圖像的動(dòng)態(tài)目標(biāo)實(shí)時(shí)融合顯示,提高了對靜態(tài)障礙物和動(dòng)態(tài)目標(biāo)的判定。
【學(xué)位單位】：重慶郵電大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：TN957.52;U666.1
【部分圖文】：

(a) 顯示級別為 5 的電子海圖 (b)顯示級別為 6 的電子海圖圖 3.18 電子海圖渲染顯示效果圖2. 縮放和漫游本系統(tǒng)根據(jù)視窗參數(shù)確定需要顯示的海圖瓦片坐標(biāo)（參考 3.4.3），因此本系統(tǒng)采用修改視窗參數(shù)的方法響應(yīng)電子海圖的縮放和漫游操作。本系統(tǒng)對視窗的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)定義如下：class MapViewPort{private:double center_lon,center_lat; //視窗中心經(jīng)緯度int level; //顯示級別double scale; //當(dāng)前顯示比例尺int win_width,win_height; //視窗的寬度、高度double m_minx; //顯示范圍世界坐標(biāo)左邊界

大量的數(shù)據(jù)中找出前 k 大或前 k 小的數(shù)，其在最壞 O(N)，所以本系統(tǒng)通過 BFPRT 算法篩選距離最近顯示，其中 k 為用戶設(shè)置的 AIS 目標(biāo)顯示個(gè)數(shù)。試環(huán)境為某大學(xué)的樓頂，測試平臺如圖 5.3 所示，波段天線。由于條件限制，在實(shí)驗(yàn)室環(huán)境下，無內(nèi)陸測試的融合效果圖的目標(biāo)并沒有保持位置一致性。天線實(shí)時(shí)采集，而海圖數(shù)據(jù)為沿海地區(qū)的海圖數(shù)據(jù)及可靠性，本節(jié)主要對融合顯示系統(tǒng)在功能及性能兩的計(jì)算機(jī)配置參數(shù)如表 5.1 所示。

表 5.1 配置參數(shù)表設(shè)備名 性能參數(shù)顯示器 PHILIPS 品牌分辨率為1280 1 024顯示器CPU Intel(R)Core(TM)i3-2120@3.30GHz顯卡 Intel (R) HD Graphics 2500RAM DDR3(8GB)操作系統(tǒng) Ubuntu12.04硬盤 1TB3.1 功能性需求測試) 海圖文件管理本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫管理電子海圖 ENC 文件（參考 3.2），在數(shù)據(jù)庫 infos 表中了電子海圖 ENC 文件的概要信息，如圖 5.4 為數(shù)據(jù)庫 infos 表的查詢結(jié)果，通列表不僅可以打開指定海圖，而且還可以添加新的電子海圖文件。
【參考文獻(xiàn)】

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1 鄭堯;;電子海圖與雷達(dá)圖像的融合顯示[J];艦船科學(xué)技術(shù);2015年03期

2 劉鋒;張嚴(yán);陳彥勇;王志強(qiáng);;S-57電子海圖的快速讀取及可視化存儲[J];艦船科學(xué)技術(shù);2014年07期

3 衛(wèi)保國;郭妍利;莫紅飛;;多模式下高轉(zhuǎn)速船用導(dǎo)航雷達(dá)回波顯示[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2013年17期

4 丁振國;;瓦片式電子海圖圖片生成與編碼分析[J];船海工程;2012年04期

5 陳姝;;地圖投影轉(zhuǎn)換類的設(shè)計(jì)與研究[J];測繪與空間地理信息;2012年04期

6 鄧康全;于浩;竇玉寶;;雷達(dá)模擬視頻和電子海圖圖像疊加方法[J];天津航海;2010年03期

7 楊功流;竇玉寶;鄭榮才;;一種雷達(dá)和電子海圖圖像疊加方法[J];中國慣性技術(shù)學(xué)報(bào);2010年02期

8 郭菁,周洞汝,郭薇,胡志勇;空間數(shù)據(jù)庫索引技術(shù)的研究[J];計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究;2003年12期

9 謝興瀾,李源惠;電子海圖中不同基準(zhǔn)緯度海圖墨卡托坐標(biāo)轉(zhuǎn)換[J];大連海事大學(xué)學(xué)報(bào);2003年02期

10 王泉,高有行;電子海圖與雷達(dá)背景信息疊加顯示關(guān)鍵技術(shù)研究[J];微電子學(xué)與計(jì)算機(jī);2002年04期

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1 王名孝;雷達(dá)圖像與電子海圖融合顯示技術(shù)研究與實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2017年

2 代海鵬;船舶導(dǎo)航雷達(dá)顯控軟件設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];重慶郵電大學(xué);2016年

3 康巖;高速實(shí)時(shí)雷達(dá)視頻圖像與電子海圖疊加顯示研究及實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2015年

4 董軍鵬;雷達(dá)顯示控制終端關(guān)鍵技術(shù)研究[D];西安科技大學(xué);2014年

5 馮東霞;軟件化雷達(dá)信號處理機(jī)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D];西安電子科技大學(xué);2012年

6 唐葆祥;S-57格式電子海圖數(shù)據(jù)讀取以及分層顯示[D];廣東工業(yè)大學(xué);2011年

7 朱敏;基于電子海圖的雷達(dá)圖像疊加顯示技術(shù)研究[D];大連海事大學(xué);2010年

8 齊越;基于計(jì)算機(jī)的雷達(dá)顯示系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D];大連海事大學(xué);2008年

9 劉毅;電子海圖與雷達(dá)圖像疊加顯示的實(shí)現(xiàn)[D];大連海事大學(xué);2008年

10 李剛;電子海圖/導(dǎo)航雷達(dá)信息疊加技術(shù)研究[D];哈爾濱工程大學(xué);2006年

本文編號：2864412