[发明专利]一种三维场景中动目标轨迹的显示方法

权利要求书

1.一种三维场景中动目标轨迹的显示方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、采集动目标的航迹数据，获得航迹点；

步骤2、建立数据结构，得到左扩展点位置坐标和右扩展点位置坐标；

步骤3、计算比例系数Scale，将比例系数Scale输入到GPU中，GPU根据比例系数Scale对变换后的左扩展点位置坐标和右扩展点位置坐标进行二次转换，得到最终输出的位置坐标；

步骤4、在GPU中根据姿态变化的程度以及当前渲染顺序，基于基础颜色Cr_ref计算不同的像素颜色值Cr，并最终输出到计算机屏幕；

步骤1中采用平滑方法对航迹数据进行规范性检查：统计三维场景中各航迹点位置之间的距离系数Dis和航向角系数Dir，对距离系数Dis大于10公里的点进行大圆弧插值；对航向角系数Dir大于180度的点进行补点扩充，获得航迹点；

步骤2建立数据结构包括：以步骤1所获得的航迹点为基准点，在其左右各扩展1米得到左扩展点位置坐标V_s1和右扩展点位置坐标V_s2，计算基准点与下一个基准点的航向角系数Dir，从而计算出该航迹点的空间变换矩阵Mat_s，将左扩展点位置坐标V_s1和右扩展点位置坐标V_s2在空间变换矩阵Mat_s上变换，最终得到在世界坐标系下的基准点与两个扩展点；其中，基准点V＝{x,y,z}，x、y、z分别为基准点V在空间坐标x方向、y方向和z方向的位置坐标值，左扩展点位置坐标V_s1＝{0,-1,0}，右扩展点位置坐标V_s2＝{0,1,0}，坐标转换方程：V'＝V×Mat_s，s表示基准点代号，V'表示该基准点转换后的坐标值；

步骤2中基准点与下一个基准点的航向角系数Dir的计算方法如下：

两点间经度差LngDif＝P_i+1.dLng-P_i.dLng，

两点间纬度差LatDif＝P_i+1.dLat-P_i.dLat，

其中P_i+1.dLng表示第i+1个基准点的经度，P_i.dLng表示第i个基准点的经度，P_i+1.dLat表示第i+1个基准点的纬度，P_i.dLat表示第i个基准点的纬度；

经度差对应的空间距离wk1＝LngDif*cos(P_i+1.dLat*PI/180)，

纬度差对应的空间距离wk2＝wk1*wk1+LatDif*LatDif，

两点间的航向角系数

其中Point.dYaw表示该基准点的航向角，arctan()表示反正切函数，PI表示圆周率；

步骤3包括：在动目标运行过程中，根据动目标与观察者的距离，计算比例系数Scale；

在每帧渲染过程中将其设置到GPU中，GPU根据比例系数Scale对变换后的左扩展点位置坐标V_s1和右扩展点位置坐标V_s2进行二次转换，保证其在不同显示比例尺下显示同样的像素宽度，最终输出的位置坐标V_si'计算公式如下：

V_si'＝V_base+Scale*(V_si-V_base)，

其中，V_si为扩展点的位置坐标，V_base为基准点位置坐标。

2.根据权利要求1所述的一种三维场景中动目标轨迹的显示方法，其特征在于，

步骤4中通过如下公式计算像素点的颜色值Cr：

与姿态相关的颜色系数值DirCoef＝1-Sin(Dir_j)，

Cr＝Cr_ref*DirCoef+Cr_ref*(1-DirCoef)，

其中，Cr_ref是根据图形学设置的经验值，取值范围为[0,255]，可作为参数输入，Dir_j为该像素点所在线段的方向角。