[发明专利]基于CUDA的空中交通电子航图显示加速方法

摘要

本发明公开了基于CUDA的空中交通电子航图显示加速方法，包括以下步骤：步骤1、预处理电子航图显示要素，进行格式化处理；步骤2、划分电子航图显示要素的区块；步骤3、根据视区范围计算所需的区块编号；步骤4、多区块并行计算显示要素内容；步骤5、拼接各分区块的显示结果。本发明与传统的技术手段相比，显著的优点包括：(1)本发明大大提高了空中交通电子航图的显示交互效率；(2)本发明可支持大量电子航图显示要素数据的显示，且增加数据不会影响航图显示效率；(3)本发明可以改善空中交通电子航图的实时显示效果；(4)本发明为空中交通电子航图中航迹目标相关的实时计算提供了拓展和提升的能力。

主权项

1.基于CUDA的空中交通电子航图显示加速方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、预处理电子航图显示要素，进行格式化处理；步骤2、划分电子航图显示要素的区块；步骤3、根据视区范围计算所需的区块编号；步骤4、多区块并行计算显示要素内容；步骤5、拼接各分区块的显示结果；步骤1预处理电子航图显示要素，进行格式化处理，具体包括以下步骤：步骤1‑1，读取空中交通要素和地理信息要素进入内存，空中交通要素包括航路航线、空域、机场、航路点、导航设施、报告点和地标点，地理信息要素包括行政区划、水系、地名、山脉、高程分布和影像；步骤1‑2，点符号类型数据以符号图片像素格式化处理成二维矩阵像素点格式存储；步骤1‑3，线符号类型数据采用固定像素点取样频率，存入二维矩阵像素点格式存储；步骤1‑4，区域符号类型数据采用区域扫描填充算法取样像素点，存入二维矩阵像素点格式存储；步骤2包括以下步骤：步骤2‑1，采用6经度、6纬度区块划分标准，划分世界电子航图，并以0度中央子午线北纬90度为第一块编号，以经度向东增加编号，纬度向南增加编号，给区块进行标号；步骤2‑2，将步骤1中格式化处理好的所有航图显示要素数据根据各自二维矩阵像素点的坐标值，划分到相应的区块中，每个区块的存储结构为三维矩阵，新增一维作为不同航空显示要素图层维度；步骤3包括以下步骤：步骤3‑1，根据视区显示的矩形范围，计算落在矩形范围内的区块编号；步骤3‑2，对于完全落在视区范围内的区块，标记为一级显示区块；步骤3‑3，对于部分落在视区范围内的区块，标记为二级显示区块；步骤3‑4，对于未落在视区范围内但是与一级或二级显示区块相邻的区块，标记为三级显示区块；步骤3‑5，其他区块统一标识为四级显示区块；步骤4包括以下步骤：步骤4‑1，若设置了显示区块可重用标记，逐个检查一级显示区块和二级显示区块是否已计算出显示内容，若显示内容已存在，则跳过不予计算，若显示内容不存在，则标记当前区块；若未设置显示区块可重用标记，标记当前显示区块；步骤4‑2，为已标记的各个显示区块分配至少一个GPU处理器簇，按照航空要素图层维度叠加顺序，计算显示区块内的二维矩阵每个像素点的颜色值；步骤4‑3，对标记为三级的显示区块，在一二级显示区块计算过程完成之后，采用异步方式，单独进行计算，并作为缓存内容；步骤4‑4，对标记为四级的显示区块，不进行计算处理；步骤5包括以下步骤：步骤5‑1，根据屏幕分辨率配置同等大小的显存区域；步骤5‑2，根据步骤4的计算结果，经坐标位置变换将矩阵的值一一映射到所配置显存对应的区域进行拼接；步骤5‑3，将二级显示区块的着色像素矩阵根据视区范围裁剪，经坐标位置变换将像素矩阵值一一映射到所配置显存对应的区域进行拼接；步骤5‑4，重复步骤5‑2和5‑3，直到所有一级、二级显示区块处理完毕，此时所配置显存区域已全部被映射赋值，将拼接映射完成后的显存区域内容送入屏幕显示。