一种多目标标牌的交互显示方法与流程

1.本发明属于标牌显示技术领域，具体涉及一种多目标排布技术。


背景技术：

2.在目标态势变化过程中，多目标场景是监控的主要场景。为了实时监控目标变化情况，提高用户的认知效率，通常会给目标增加详标牌或简标牌，跟随目标实时变化，标牌技术由此产生。例如机场的空管系统，态势地图中拥有成千上万个空中目标，为实时监控目标状态变化，会在目标旁增加航班号、飞行速度等信息标牌，伴随目标飞行。当大量的目标出现时，标牌会叠加或粘黏在一起相互遮挡，不能完整显示标牌信息，导致用户无法通过目标标牌查看目标状态变化。
3.针对多目标标牌显示的人机交互显示技术主要有lod分层显示技术、自动避让技术、重点目标设定技术等。lod分层显示技术将目标分类，根据不同的目标种类，多类型同时显示或单类型显示，但是前期开发成本高，用户需要进行频繁操作。自动避让技术是近年来应用较多的标牌显示技术方案，在多个目标标牌出现叠加情况时，自动远离，相互避让，但是标牌离目标较远，且遮挡其它区域信息，极易出现用户认知错误的情况。重点目标设定技术让用户将某些目标设为重点，在态势地图中突出重点目标的标牌视觉显示效果，降低或忽略其它标牌的视觉显示效果，但是强调主要目标，对周边目标的显示效果不够理想。
4.随着地图技术、二三维显示技术、空间信息可视化技术、态势感知技术、目标监视技术等发展和广泛应用，可用性高、容错率强、操作友好的人机交互显示方式变得愈发重要。优秀的人机交互显示技术可以提高用户的认知效率，降低错误率，提升用户使用体验和目标监控能力。


技术实现要素：

5.本发明为了解决现有技术存在的多目标标牌相互遮挡和粘黏的问题，提出了一种多目标标牌的交互显示方法，综合运用鼠标输入、触屏输入、语音输入、体感输入、眼动控制输入技术，使多个标牌分区域显示和实时避让，为了实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。
6.步骤一：设置选择区域和显示区域为同心圆，选择区域半径＞显示区域半径，输入点作为圆心
7.进一步的，设置输入点的坐标为(x1,y1)，令选择区域的圆心坐标为(x1,y1)半径为r1、显示区域的圆心坐标为(x1,y1)半径为r2，将地图显示客户端屏幕上的中心位置转换为屏幕坐标。
8.步骤二：计算标牌面积，选择区域的标牌采用一般面积，显示区域和其它区域的标牌采用缩小面积
9.进一步的，设置标牌面积s1与s2，s1为一般面积，s2为缩小面积，无输入点时，所有标牌面积采用s1，有输入点时，显示区域的标牌面积采用s1，非显示区域的标牌面积采用s2。
10.步骤三：采用鼠标、触摸、体感、语音、眼控方式，将输入点移动到选择区域
11.步骤四：将选择区域的标牌显示在显示区域，多个标牌自动避让
12.步骤五：缩放其它区域的标牌，自动避让出显示区域
13.进一步的，自动避让采用交并比检验标牌是否重叠，令重叠标牌向周边的二维网格就近避让。
14.计算所有标牌距离选择区域圆心的距离，存储于map<int,int>all_distance中，设置key为当前标牌的id、value为当前标牌距离选择区域圆心的距离，遍历all_distance，将value小于r1的标牌信息存储于map<int,int>in_distance，其它标牌信息存储于map<int,int>out_distance。
15.存储结构采用二维数组grids＝[maxrownum][maxcolnum]形式，将屏幕划分网格，maxrownum为屏幕网格的行数，maxcolnum为屏幕网格的列数，设a为maxrownum＝[mapscreenheight/gridheight]，b为maxcolnum＝[mapscreenwidth/gridwidth]，若grids[a][b]＝true，则行a列b被占用。
[0016]
采用交并比的方式计算重叠面积，交并比越大，遮挡越多，设置交并比阈值n，若交并比大于n，则判定标牌重叠，分析周边网格占用情况，向距离最近的未占用网格避让，重新绘制标牌。
[0017]
进一步的，计算out_distance存储的标牌与圆心的距离，若大于r2，则将距离增量映射至标牌坐标，重新绘制标牌，移出显示区域，否则将距离增量映射至标牌坐标，计算各标牌的重叠面积，按重叠面积之和最小的分布方式，重新绘制标牌，分散于显示区域。
[0018]
步骤六：修改输入点，实时更新选择区域、显示区域和其它区域的标牌所在区域
[0019]
进一步的，若输入点坐标变化，则保持r1与r2不变，令圆心坐标与输入点一致，重新计算r1与r2内的标牌并避让。
[0020]
本发明的有益效果：无需滚轮切换地图比例尺或选择图层，提高多目标标牌的交互显示效率，操作与显示更为友好，降低用户的认知负荷，提升用户体验和多目标监控效能，，特别是对重点目标监控要求高的使用场景，有效推动二三维目标监视、地图显示、二三维可视化等技术的发展。
附图说明
[0021]
图1是操作流程图，图2是交并比示意图。
具体实施方式
[0022]
以下结合附图，以鼠标输入为例，对本发明的技术方案做具体的说明。
[0023]
操作流程如图1所示，将鼠标移动到选择区域，选择区域内目标标牌显示在显示区域内，重新避让，选择区域外目标标牌缩放并避让到显示区域外。
[0024]
鼠标移入地图后，围绕鼠标的第一个圆形区域为选择区域，第二个圆形区域为显示区域，显示区域外为其它区域。
[0025]
用户可以根据需求设置选择区域和显示区域的范围大小，当鼠标移动到选择区域，根据已设定的区域范围，通过多目标选择技术，选择区域内的所有目标。
[0026]
选择区域内的目标被选定后，通过自动避让技术，重新计算最优部署位置，包括距
离目标最近、无遮挡等因素，使标牌显示在显示区域，令其它目标向四周自动避让，显示在其它区域范围内。
[0027]
采用交并比(ntersection over union，iou)的方式计算重叠面积，交并比越大，遮挡越多设置交并比阈值n，若交并比大于n，则判定标牌重叠，分析周边网格占用情况，向距离最近的未占用网格避让，重新绘制标牌。
[0028]
如图2所示，有两个边框分别为a和b，a的两个对角的坐标分别为(x
11
，y
11
)，(x
12
，y
12
)，b的两个对角坐标分别为(x
21
，y
21
)，(x
22
，y
22
)。iou为两个边框交叠部分面积与总面积的比值，即：
[0029][0030]
在选择区域内的目标进行重新避让的同时，显示区域内的目标也避让到其它区域，并与其它区域内的标牌一同缩放，缩放比例由标牌内容可读性决定，缩放后内容清晰可见，一般为正常显示大小的70％，缩放后重新根据空间进行避让。
[0031]
当输入点发生变化时，重复上述步骤，使标牌呈现出根据显示需求实时变化的效果，就当前技术而言，当采用眼动控制输入点时，显示效果最佳。
[0032]
上述作为本发明的实施例，并不限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。