一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，包括以下步驟：1)獲取一張陸地與海洋透視紋理圖片，將所述紋理圖片的本地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成投影坐標(biāo)；2)將所述透視紋理圖片渲染到虛擬場(chǎng)景中；3)在渲染管線中，添加渲染控制算法，調(diào)用OSG渲染引擎的粒子模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海洋與陸地的分離、過(guò)渡等功能。本發(fā)明的有益之處在于：1)浸入感強(qiáng)，本發(fā)明將海洋與陸地分開(kāi)渲染，提供給飛行員一個(gè)逼近真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，可提高飛行員執(zhí)行任務(wù)的成功率。2)實(shí)用性高，本發(fā)明可支撐脫離高度計(jì)儀表專項(xiàng)飛行訓(xùn)練的展開(kāi)。本方法計(jì)算速度塊，運(yùn)行效率高且準(zhǔn)確。
【專利說(shuō)明】一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種視景仿真方法，屬于仿真技術(shù)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]視景仿真系統(tǒng)用于艙外景象的模擬，提供逼真的艙外景象，是飛行模擬器的重要組成部分。圖像生成算法優(yōu)劣直接影響硬件設(shè)備生成圖像質(zhì)量的好壞、性能的高低直接關(guān)系著飛行員能否對(duì)景象做出正確的判斷，具有非常重要的意義。海洋模塊的開(kāi)發(fā)在視景仿真系統(tǒng)中占有重要的地位，特別是大面積陸地與海洋相結(jié)合海岸線構(gòu)造仿真模擬又是技術(shù)的難點(diǎn)，而我國(guó)在這一領(lǐng)域的開(kāi)發(fā)還處于初期階段，關(guān)于基于圖像設(shè)別的海岸線構(gòu)造方法，還未曾在公開(kāi)文獻(xiàn)中見(jiàn)過(guò)對(duì)視景系統(tǒng)海岸線構(gòu)造的仿真。鑒于此，我國(guó)飛行模擬器視景仿真系統(tǒng)對(duì)海洋模塊開(kāi)發(fā)力量較為薄弱，對(duì)于陸地與海洋無(wú)縫結(jié)合的開(kāi)發(fā)尚屬空白，該項(xiàng)技術(shù)的缺失嚴(yán)重影響著飛行員對(duì)于接近海面時(shí)的目視判讀，且不能展開(kāi)特殊情況的科目訓(xùn)練。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于提供一種計(jì)算機(jī)仿真方法，能夠?qū)崿F(xiàn)基于圖像設(shè)別的海岸線構(gòu)造，為飛行員營(yíng)造一個(gè)逼真的訓(xùn)練環(huán)境，提高飛行員對(duì)于從陸地到海洋貼近海面時(shí)的應(yīng)急處理能力。
[0004]為了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005]一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，包括以下步驟:
[0006]I)獲取一張陸地與海洋透視紋理圖片，將所述紋理圖片的本地坐標(biāo)轉(zhuǎn)換成投影坐標(biāo)；
[0007]2)將所述透視紋理圖片渲染到虛擬場(chǎng)景中；
[0008]3)在渲染管線中，添加渲染控制算法，調(diào)用OSG渲染引擎的粒子模擬系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)海洋與陸地的分離、過(guò)渡等功能。
[0009]前述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述紋理圖片的大小為4096X4096像素，色彩為32位，格式為帶透明通道的png格式。
[0010]前述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟2)中，具體包括以下步驟:S1、設(shè)置投影相機(jī)的視景矩陣ViewMatrix和投影矩陣ProjectMatrix,獲得模型視景投影矩陣值MVP,所用公式為:MVP = ViewMatrixXProjectMatrix ;S2、根據(jù)所述步驟SI獲得的模型視景投影矩陣MVP，建立模型，求得所述紋理圖片渲染到虛擬場(chǎng)景中的紋理坐標(biāo)Coord，所述紋理圖片的渲染采用OSG渲染引擎；S3、根據(jù)所述步驟S2獲得的紋理坐標(biāo)Coord將波紋紋理渲染到虛擬場(chǎng)景中。
[0011]前述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述模型為=Coord =mr X MVP X ScaleMatrix X ViewMatrixInverse X gl_ModeIViewMatrix X gl_Vertex ；其中，ViewMatrixInverse 為所述視景矩陣 ViewMatrix 的逆矩陣；gl_ModelViewMatrix 為模型視景矩陣，是所述OSG渲染引擎的內(nèi)置變量；gl_VerteX為模型頂點(diǎn)局部坐標(biāo)，是所述OSG渲染引擎的內(nèi)置變量JcaleMatrix為紋理縮放矩陣，mr為矩陣常量偏移矩陣。
[0012]前述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟S3調(diào)用OSG渲染引擎的粒子模擬系統(tǒng)，添加揚(yáng)起的水霧。
[0013]前述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟:S3-A、利用PhotoShop軟件處理圖像識(shí)別RBG通道值；S3_B、設(shè)置圖像邊界區(qū)及臨界值，形成海洋與陸地分界線。
[0014]本發(fā)明的有益之處在于:1)浸入感強(qiáng)，本發(fā)明將海洋與陸地分開(kāi)渲染，提供給飛行員一個(gè)逼近真實(shí)的訓(xùn)練環(huán)境，可提高飛行員執(zhí)行任務(wù)的成功率。2)實(shí)用性高，本發(fā)明可支撐脫離高度計(jì)儀表專項(xiàng)飛行訓(xùn)練的展開(kāi)。本方法計(jì)算速度塊，運(yùn)行效率高且準(zhǔn)確。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0015]圖1為本發(fā)明的基于近海面飛行的旋翼下洗視景仿真方法的流程圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。以下實(shí)施例僅用于更加清楚地說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而不能以此來(lái)限制本發(fā)明的保護(hù)范圍。
[0017]一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，步驟如下:
[0018]步驟S1、通過(guò)對(duì)以往直升機(jī)執(zhí)行近水面任務(wù)視頻資料的分析和處理，獲得一張識(shí)別紋理圖片，圖片大小為4096X4096像素，32位色彩，格式為帶透明通道的png格式。
[0019]步驟S2、將該紋理圖片動(dòng)態(tài)的渲染到虛擬場(chǎng)景中，具體包括以下步驟:
[0020]步驟S2-A、設(shè)置投影相機(jī)的視景矩陣ViewMatrix，投影相機(jī)擺放在直升機(jī)旋翼正中心位置，方向垂直朝下；設(shè)置投影矩陣ProjectMatrix，投影距離為2000米，投影比例為1: 1，視景矩陣ViewMatrix與投影矩陣ProjectMatrix相乘即得到模型視景投影矩陣MVP ；
[0021]步驟S2-B、將四張乘有縮放矩陣的紋理圖片渲染到場(chǎng)景中，所用公式為=Coord =mrXMVPXScaleMatrixXViewMatrixInverseXgl_ModeIViewMatrixXgl_Vertex ；
[0022]其中，MVP為模型視景投影矩陣；ScaleMatriX為紋理縮放矩陣；Coord為紋理坐標(biāo)；ViewMatrixInverse為視景矩陣的逆矩陣；gl_ModelViewMatrix為模型視景矩陣,是OSG引擎的內(nèi)置變量；gl_VerteX為模型頂點(diǎn)局部坐標(biāo)，是OSG引擎的內(nèi)置變量；mr矩陣常量偏移矩陣，使紋理坐標(biāo)Coord映射到[0，1]內(nèi)；

【權(quán)利要求】
1.一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)獲取一張陸地與海洋透視紋理圖片； 2)將所述透視紋理圖片渲染到虛擬場(chǎng)景中； 3)在渲染管線中，添加渲染控制算法，調(diào)用OSG渲染引擎的粒子模擬系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟I)中，所述紋理圖片的大小為4096X4096像素，色彩為32位，格式為帶透明通道的png格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟2)中，包括以下步驟: 51、設(shè)置投影相機(jī)的視景矩陣ViewMatrix和投影矩陣ProjectMatrix,獲得模型視景投影矩陣值 MVP,所用公式為:MVP = ViewMatrixXProjectMatrix ； 52、根據(jù)所述步驟SI獲得的模型視景投影矩陣MVP，建立模型，求得所述紋理圖片渲染到虛擬場(chǎng)景中的紋理坐標(biāo)Coord，所述紋理圖片的渲染采用OSG渲染引擎； 53、根據(jù)所述步驟S2獲得的紋理坐標(biāo)Coord將波紋紋理渲染到虛擬場(chǎng)景中。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述模型為:Coord = mrXMVPXScaleMatrixXViewMatrixInverseXgl_ModeIViewMatrixXgl_Vertex ； 其中，ViewMatrixInverse為所述視景矩陣ViewMatrix的逆矩陣；Coord為紋理坐標(biāo)；gl_ModelViewMatrix為模型視景矩陣,是所述OSG渲染引擎的內(nèi)置變量；gl_Vertex為模型頂點(diǎn)局部坐標(biāo)，是所述OSG渲染引擎的內(nèi)置變量JcaleMatrix為紋理縮放矩陣，mr為矩陣常量偏移矩陣。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟S3調(diào)用OSG渲染引擎的粒子模擬系統(tǒng)，添加揚(yáng)起的水霧。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于圖像識(shí)別的海岸線構(gòu)造方法，其特征在于，所述步驟S3具體包括以下步驟: S3-A、利用PhotoShop軟件處理圖像識(shí)別RBG通道值； S3-B、設(shè)置圖像邊界區(qū)及臨界值，形成海洋與陸地分界線。
【文檔編號(hào)】G06T15/00GK104134231SQ201410332611
【公開(kāi)日】2014年11月5日 申請(qǐng)日期:2014年7月11日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月11日
【發(fā)明者】孫傳偉 申請(qǐng)人:南京樂(lè)飛航空技術(shù)有限公司