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探讨AR 技术下船舶显控界面交互设计

2021/11/18 阅读:

摘要:  针对当前船舶航行过程中,航行状态界面展示效果不佳,图像模糊的问题作出研究,提出 AR 技术下船舶显控界面交互设计方法。结合 AR 技术进行船舶航行状态的三维图像模拟,为保障图像模拟质量,通过改善显控界面设备性能,完善数据处理功能,提高界面显控效果。最后通过实验证实,AR 技术下船舶显控界面交互设计方法在实际应用过程中具有更高的清晰度,充分满足研究要求。

关键词:AR 技术;三维图像;船舶航线;信息交互;显控界面

0引 言

为了更好保障船舶航行安全,实现在复杂海洋环境下船舶航线的有效控制,结合 AR 技术进行船舶航行信息的有效采集和控制展示。AR 技术作为一种增强现实技术,通过对船舶航行环境和航行状态进行三维模拟,快速展示出船舶航行图像,观察船舶航行过程中的异常状态,并有针对性的进行显示和控制处理从而更好纠正船舶航行状态,提高船舶航行过程中相关设备的有效运行,保证船舶航行信息处理的精确性和有效性[1]。

 1舰船显控界面交互设计

 1.1    舰船显控界面处理功能优化

为保障船舶航行显控界面的管理效果,对船舶航行过程中的数据处理设备进行优化,从而更好完善显控界面处理功能。在进行界面交互处理的过程中,可结合 AR 技术进行船舶航线图像的三维立体展示,通过数据处理器,采集船舶航行信息,并进行数据处理,将采集到的数据进行分组存储和界面展示,基于AR 技术特征进行三维模拟,实现独立导航和区域图像的实时展示处理,将相关设备的功能优势发挥到最大化,将采集到的信息整合到一个系统界面进行交互处理,从而为使用用户提供更好的信息展示效果[2]。基于此对船舶显控界面功能结构进行优化,具体如图 1所示。基于图 1 结构进一步进行优化,在进行信息交互显示处理的过程中,始终以处理器作为中心系统,进行信息处理组合管理,结合计算机显示界面进行图像的三维显示,为保障船舶运行质量,需要进一步对采集到的航行数据进行综合处理,通过在显控界面添加输入接口,利用传感器进行船舶航行和路线导航信息的传输,显示和控制[3]。为避免信息处理过程中受到干扰问题,需要对船舶航行干扰数据进行剔除处理,并对干扰后的差异信息进行多次迭代和归一化处理,结合数据融合和 AR 技术进行初始数据的采集模拟,以实现对船舶显控信息的有效处理,可以最大程度简化海量信息处理步骤,缩短信息处理时间,同时有效去除噪声干扰,避免信息处理过程中的误差影响等问题。

 1.2    船舶显控界面信息处理评估算法

f为保障船舶信息显控处理的合理性,进一步对信息处理评估算法进行优化,以此保证船舶解控信息处理的安全性。在进行信息处理的过程中,若 表示船舶航行信息标准指标,H 表示船舶航行过程中的安全信息层次结构,W 为信息干扰影响权重,V 为映射数据,则对船舶航行过程中的安全信息数学模型进行描述,具体表达式可记为:S = f /(H + W − V)。 (1)tit j基于上述算法,进一步对船舶显控信息安全数据进行评估,在进行评估计算的过程中,需要对船舶航行过程中的冗余数据 进行检测和剔除,在数据处理的过程中, 为遗漏数据,在进行界面交互处理的过程中,对重复数显的数据 C 进行筛查和删除处理后进行数据的安全性评估,则可得:E =m∑j=1n∑i=1C f /S(ti - tj)。 (2)基于安全评估结果进行管控处理,在处理过程中,若 m 为船舶航行过程中的干扰数值,n 为三维图像模拟参数,r 为映射函数,K 为初始参数,则进行一步对船舶航行界面信息的待调整系数进行计算可得:A =1m− n K − Er。 (3)基于调整系数进行修正范围的固定,选取合适的评价指标构建数据调整,构建评估矩阵。实际综合评估中,要求评估指标系统结构完备度系数 A>1,才能说明构建的综合评估指标系统评估结构要素涵盖了需要进行评估的要素。采用评估指标间重复度统计方法进行大型船舶驾驶室人机界面综合评估指标系统结构冗余度检验:指标系统评估项目集合T,建立驾驶室人机界面评估要素间的对应重叠度 n 维方阵:R =1.0 r12• • • r1nr21 1.0 • • • r2n...... ri jrn1 rn2 • • • 1.0。 (4)在矩阵中,r 为指标要素,基于上述矩阵进行数据的对比评估,明确信息评估指标,以此提高指标评估的准确性和评估效率。基于此对船舶显控界面信息处理步骤进行优化,具体如图 2 所示。基于图 2 步骤进行船舶航行信息的有效采集处理和传输显示,简化界面信息交互处理步骤,提高界面交互处理的有效性。

1.3    船舶显控界面交互的实现

为保障船舶显控界面信息的交互处理效果,需要对海量船舶航行信息管控任务文件进行分类传输和存储处理,并对船舶航行信息进行控制管理。为了提高界面交互效率需要进一步对船舶信息任务节点传输管理时序步骤进行完善,具体功能序列如图 3 所示。基于图 3 时序步骤,进一步对船舶航行过程中的信息类别进行交互处理,对船舶显控信息管理要素及处理功能进行优化,具体如图 4 所示。基于图 4 体系,进行船舶显控界面信息的交互处理,提高船舶界面显控信息的合理布局,保证数据处理精度,提高界面展示的清晰度,快速准确地进行三维信息的展示和纠正管理的研究目标。

2实验结果分析

为验证 AR 技术下船舶显控界面交互设计方法的实际应用效果,进行对比实验检测。实验选取传统的G I S 界 面 交 互 处 理 技 术 的 进 行 对 比 , 实 验 采 用UZI900 主 频 处 理 器 进 行 数 据 处 理 , 并 在 Windows2007 显示器上进行显示,选取复杂环境进行干扰下的船舶显控界面信息交互效果对比,并进行记录,具体检测结果如表 1 所示。基于表 1 数据进行对比分析可以发现,相对于传统 GIS 技术下的界面交互处理方法而言,本文提出的基于 AR 技术的船舶显控界面交互方法在实际应用过程中,其数据交互处理的准确性和交互效率明显优于传统方法,且其运行效果也明显优于期待值,由此证实,该方法具有较高的实用性。进一步对比分析相同环境下 2 种方法的界面显示清晰度,进行统计,具体检测结果如图 5 所示。基于图 5 检测结果进行分析可知,相对于传统的 GIS 方法而言,本文提出的基于AR 技术的船舶显控界面交互设计方法在实际应用过程中可以更好保障图像清晰度,且在不同环境下进行多次检测,且图像质量相对传统方法而言都相对更好,可以适应长时间航行的要求。

3结语

为保障船舶航行安全,快速准确检测船舶航行状态,提出基于 AR 技术的船舶显控界面交互设计方法,通过采集船舶航行信息,结合 AR 技术进行三维图像设计和展示,可以更好提高信息处理质量,保证图像处理效果,提高船舶航行安全性。

作者:王谨 单位:金陵科技学院

探讨AR 技术下船舶显控界面交互设计

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