一種航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及高精度航跡儀，尤其涉及航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，屬于航跡儀 邊界標(biāo)繪技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 航跡儀是一種重要的艦船航海作業(yè)輔助設(shè)備，船舶航跡的實(shí)時(shí)標(biāo)繪是通過實(shí)時(shí)接 收由導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送的煒度、經(jīng)度值及各種繪圖命令，通過數(shù)學(xué)模型的解算及直線插補(bǔ)運(yùn)算 后，產(chǎn)生繪圖儀繪圖電機(jī)的控制脈沖序列，經(jīng)功放電路驅(qū)動(dòng)繪圖電機(jī)運(yùn)行，再經(jīng)機(jī)械轉(zhuǎn)換變 成繪筆在海圖上運(yùn)動(dòng)。
[0003] 圖1表示航跡儀的工作過程，首先接收導(dǎo)航設(shè)備發(fā)送艦船的實(shí)時(shí)經(jīng)煒度坐標(biāo) (φ，λ)，以計(jì)算機(jī)為控制中心，經(jīng)過坐標(biāo)投影變換得到紙海圖的位置坐標(biāo)（ x、y)，再經(jīng)過進(jìn) 一步轉(zhuǎn)化為繪圖電機(jī)的控制脈沖（Xl、yl)，最后通過傳動(dòng)機(jī)構(gòu)控制繪筆繪圖。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)采用硬件限位的方法進(jìn)行邊界控制，即在繪筆上設(shè)有傳感元件，當(dāng)繪筆 到達(dá)繪圖儀標(biāo)繪區(qū)域的左右上下邊界時(shí)，傳感元件能夠?qū)Υ诉M(jìn)行感應(yīng)，從而進(jìn)行硬報(bào)警，報(bào) 警后只能進(jìn)行換圖功能進(jìn)行新的海圖裝訂操作來清除硬件報(bào)警，才能重新進(jìn)行標(biāo)繪。若不 進(jìn)行換圖，等待繪筆變向轉(zhuǎn)回正常標(biāo)繪區(qū)域，則會(huì)產(chǎn)生錯(cuò)誤標(biāo)繪，因?yàn)樵谶@個(gè)時(shí)間段內(nèi)，很 有可能艦船航跡發(fā)生了變化，而繪筆卻停滯在海圖原地。
[0005] 同時(shí)，現(xiàn)有的標(biāo)繪方法，對(duì)于繪制計(jì)劃航線這種任務(wù)，由于只能在繪制過程中才能 發(fā)現(xiàn)繪制的計(jì)劃航線是否會(huì)產(chǎn)生超出有效的標(biāo)繪區(qū)域，如果出現(xiàn)超出有效的標(biāo)繪區(qū)域情 形，則為無意義的計(jì)劃航線標(biāo)繪作業(yè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的在于提供一種航跡儀邊界智能標(biāo)繪 控制方法，本方法能夠準(zhǔn)確、有效地進(jìn)行邊界控制，不會(huì)對(duì)標(biāo)繪精度有任何不良影響，運(yùn)行 穩(wěn)定、可靠，精度高。
[0007] 本發(fā)明的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的：
[0008] 一種航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，控制步驟如下：
[0009] 步驟1、根據(jù)繪圖儀硬件配置在繪圖儀上設(shè)定可繪區(qū)域，可繪區(qū)域包括正常標(biāo)繪 區(qū)、標(biāo)繪停止區(qū)和標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)，其中標(biāo)繪停止區(qū)和標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)構(gòu)成邊界區(qū)；可繪區(qū) 域以外為不可繪區(qū)域，不可繪區(qū)域在處理上等同于標(biāo)繪停止區(qū)；
[0010] 步驟2、從繪圖命令棧取一條繪圖命令；判斷當(dāng)前繪圖命令是否為繪制計(jì)劃航線 命令，若是則轉(zhuǎn)步驟3 ;若否則轉(zhuǎn)步驟5 ;
[0011] 步驟3、以海圖零位為起始點(diǎn)，依次以計(jì)劃航線各航路點(diǎn)為終止點(diǎn)，利用海圖標(biāo)繪 算法計(jì)算出本次計(jì)劃航線在海圖上各個(gè)航路點(diǎn)的位置增量（△&，Ayi),單位為mm，i為航 路點(diǎn)編號(hào)；
[0012] 步驟4、根據(jù)（Λ Xi，Ayi)以及海圖零位在繪圖儀上的位置坐標(biāo)（X。，yQ)得到各航 路點(diǎn)在繪圖儀上的位置（Xi'，yi'），以Xi'和y/判斷各航路點(diǎn)是否越界，若航路點(diǎn)處于標(biāo)繪 停止區(qū)則越界；如果任一航路點(diǎn)越界，停止執(zhí)行繪制當(dāng)前計(jì)劃航線命令；若各航路點(diǎn)均不 越界，則執(zhí)行繪制當(dāng)前計(jì)劃航線命令，本步驟結(jié)束后轉(zhuǎn)步驟2 ;
[0013] 步驟5、以標(biāo)繪當(dāng)前點(diǎn)為起始點(diǎn)，其在繪圖儀上位置為（xn，yn);從繪圖命令中提取 目標(biāo)點(diǎn)作為終止點(diǎn)，利用海圖標(biāo)繪算法計(jì)算出本次繪筆在繪圖儀上的位置增量（Δχ，Ay)， 得到終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置（X'，y'）；
[0014] 步驟6、根據(jù)終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置（X'，y'）計(jì)算出該點(diǎn)離左右上下邊界的距 離，以判斷終止點(diǎn)是處于標(biāo)繪停止區(qū)、標(biāo)繪報(bào)警區(qū)、正常標(biāo)繪區(qū)那個(gè)區(qū)域，然后根據(jù)情況分 別進(jìn)行處理，并設(shè)置終止點(diǎn)為當(dāng)前標(biāo)繪點(diǎn)；
[0015] 步驟7、本條繪圖命令執(zhí)行完畢，重復(fù)上述步驟2至步驟6。
[0016] 步驟1根據(jù)繪圖儀硬件配置設(shè)定可繪區(qū)域?yàn)闄M向IOOOmmX縱向650mm，距離可繪 區(qū)域左、右、上、下邊界不大于IOmm為邊界區(qū)，其余區(qū)域?yàn)檎?biāo)繪區(qū)；邊界區(qū)內(nèi)離邊界小 于2. 5mm為標(biāo)繪停止區(qū)，大于等于2. 5mm到不大于IOmm為標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)。
[0017] 步驟3中所述的海圖標(biāo)繪算法為：艦船從A點(diǎn)（Φρ A1)航行一段距離后到達(dá)B點(diǎn) (Φ2, λ2)時(shí)，艦船的位置增量（Λ φ，Λ λ)換算成海圖上的位置增量（Λχ，Ay)的計(jì)算過 程為：
[0018] Δχ = Δ λ Xe0
[0019] (I)
[0020] Δ y = Δ DX e0
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，其特征在于：控制步驟如下： 步驟1、根據(jù)繪圖儀硬件配置在繪圖儀上設(shè)定可繪區(qū)域，可繪區(qū)域包括正常標(biāo)繪區(qū)、標(biāo) 繪停止區(qū)和標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)，其中標(biāo)繪停止區(qū)和標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)構(gòu)成邊界區(qū)；可繪區(qū)域以 外為不可繪區(qū)域，不可繪區(qū)域在處理上等同于標(biāo)繪停止區(qū)； 步驟2、從繪圖命令棧取一條繪圖命令；判斷當(dāng)前繪圖命令是否為繪制計(jì)劃航線命令， 若是則轉(zhuǎn)步驟3 ;若否則轉(zhuǎn)步驟5 ; 步驟3、以海圖零位為起始點(diǎn)，依次以計(jì)劃航線各航路點(diǎn)為終止點(diǎn)，利用海圖標(biāo)繪算法 計(jì)算出本次計(jì)劃航線在海圖上各個(gè)航路點(diǎn)的位置增量（AXi，Ayi)，單位為mm，i為航路點(diǎn) 編號(hào)； 步驟4、根據(jù)（AXi，Ayi)以及海圖零位在繪圖儀上的位置坐標(biāo)（X(l，ytl)得到各航路點(diǎn) 在繪圖儀上的位置（Xi'，yi'），以Xi'和y/判斷各航路點(diǎn)是否越界，若航路點(diǎn)處于標(biāo)繪停止 區(qū)則越界；如果任一航路點(diǎn)越界，停止執(zhí)行繪制當(dāng)前計(jì)劃航線命令；若各航路點(diǎn)均不越界， 則執(zhí)行繪制當(dāng)前計(jì)劃航線命令，本步驟結(jié)束后轉(zhuǎn)步驟2 ; 步驟5、以標(biāo)繪當(dāng)前點(diǎn)為起始點(diǎn)，其在繪圖儀上位置為（xn，yn);從繪圖命令中提取目標(biāo) 點(diǎn)作為終止點(diǎn)，利用海圖標(biāo)繪算法計(jì)算出本次繪筆在繪圖儀上的位置增量（Ax，Ay)，得到 終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置（x'，y'）； 步驟6、根據(jù)終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置（x'，y'）計(jì)算出該點(diǎn)離左右上下邊界的距離，以 判斷終止點(diǎn)是處于標(biāo)繪停止區(qū)、標(biāo)繪報(bào)警區(qū)、正常標(biāo)繪區(qū)那個(gè)區(qū)域，然后根據(jù)情況分別進(jìn)行 處理，并設(shè)置終止點(diǎn)為當(dāng)前標(biāo)繪點(diǎn)； 步驟7、本條繪圖命令執(zhí)行完畢，重復(fù)上述步驟2至步驟6。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，其特征在于：步驟1根據(jù)繪 圖儀硬件配置設(shè)定可繪區(qū)域?yàn)闄M向lOOOmmX縱向650mm，距離可繪區(qū)域左、右、上、下邊界 不大于10mm為邊界區(qū)，其余區(qū)域?yàn)檎?biāo)繪區(qū)；邊界區(qū)內(nèi)離邊界小于2. 5mm為標(biāo)繪停止區(qū)， 大于等于2. 5mm到不大于10mm為標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，其特征在于：步驟3中所述 的海圖標(biāo)繪算法為：艦船從A點(diǎn)，入D航行一段距離后到達(dá)B點(diǎn)（巾2,A2)時(shí)，艦船的 位置增量（A巾，AA)換算成海圖上的位置增量（AX，Ay)的計(jì)算過程為：
式中e(l-海圖制圖單位，
D-漸長煒度率； D = 3437. 746771ntg ( jt /4+ <i> /2) -23. 048922sin <i> +0. 012899sin3 <i>； 式中e-地球橢球體偏心率，e2= 0. 006693421623; a-地球橢球體半長軸，a=637824500cm ; 小z-基準(zhǔn)煒度； 31 -圓周率； Mz一海圖比例尺分母； A入、AD單位為分，得到的Ax，Ay單位為mm; 公式（1)代入海圖零位和各個(gè)航路點(diǎn)經(jīng)煒度，即可求得各個(gè)航路點(diǎn)在海圖上的位置增 量（Ax"Ay)〇
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，其特征在于：步驟5中所述 的海圖標(biāo)繪算法為：艦船從A點(diǎn)，入J航行一段距離后到達(dá)B點(diǎn)（巾2,A2)時(shí)，艦船的 位置增量（A巾，AA)換算成海圖上的位置增量（AX，Ay)的計(jì)算過程為： 式中
4>m-平均煒度，巾m=(巾汴七)/2 ; a-地球橢球體半長軸，a= 637824500cm; 小z-基準(zhǔn)煒度； Me一赤道比例尺，Me=cos<})2/[Mz(l-e2sin2<})z1/2)]; 在艦船位置增量小于2'時(shí)，直接采用公式（2)進(jìn)行計(jì)算；在艦船位置增量大于2'時(shí)， 通過分段計(jì)算的方法，將位置增量分解成若干個(gè)2'和一個(gè)小于2'的小范圍位置增量段， 然后分別按公式（2)計(jì)算后進(jìn)行累加得到Ax，Ay; 然后根據(jù)Ax，Ay換算出終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置為： x' =xn+Ax y，=yn+Ay。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，其特征在于：步驟6根據(jù)情 況分別進(jìn)行處理，具體為，如果終止點(diǎn)處于標(biāo)繪停止區(qū)，此時(shí)不進(jìn)行標(biāo)繪作業(yè)且不改變當(dāng)前 標(biāo)繪點(diǎn)位置信息，系統(tǒng)給出"換圖"提示并聲音報(bào)警；如果終止點(diǎn)處于標(biāo)繪提示報(bào)警區(qū)，系統(tǒng) 提示"換圖"，標(biāo)繪作業(yè)正常進(jìn)行；如果終止點(diǎn)處于正常標(biāo)繪區(qū)，無換圖提示、無聲音報(bào)警，標(biāo) 繪作業(yè)正常進(jìn)行。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種航跡儀邊界智能標(biāo)繪控制方法，1)在繪圖儀上設(shè)定相關(guān)區(qū)域；2)判斷當(dāng)前繪圖命令是否為繪制計(jì)劃航線命令，是轉(zhuǎn)步驟3；否轉(zhuǎn)步驟5；3)計(jì)算本次計(jì)劃航線各個(gè)航路點(diǎn)的位置增量(Δxi，Δyi)；4)得到各航路點(diǎn)在繪圖儀上的位置(xi'，yi')，如果任一航路點(diǎn)越界，停止執(zhí)行繪制命令；若各航路點(diǎn)均不越界，則執(zhí)行繪制命令；5)計(jì)算本次繪筆在繪圖儀上的位置增量(Δx，Δy)，得到終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置(x'，y')；6)根據(jù)終止點(diǎn)在繪圖儀上的位置(x'，y')判斷終止點(diǎn)所處區(qū)域，然后分別處理，并設(shè)置終止點(diǎn)為當(dāng)前標(biāo)繪點(diǎn)。本方法能夠準(zhǔn)確、有效地進(jìn)行邊界控制，不會(huì)對(duì)標(biāo)繪精度有任何不良影響，運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，精度高。
【IPC分類】G01C21-22, G01D9-12
【公開號(hào)】CN104613968
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510061031
【發(fā)明人】楊順中, 周永莉, 楊杰, 羅艷
【申請(qǐng)人】重慶華渝電氣集團(tuán)有限公司
【公開日】2015年5月13日
【申請(qǐng)日】2015年2月5日