CN118155479B - 一种标识牌显示方法、驾培训练装置及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种标识牌显示方法、驾培训练装置及存储介质，属于轨道交通技术领域。方法包括：获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；修正标识牌颜色和文字。通过将标识牌按距离当前视点的远近，分别处理放大过程，使得本来按真实尺寸透视后无法显示或过小无法辨认的标识牌可以被正确识别。
Description
技术领域
本发明涉及轨道交通技术领域，尤其涉及一种标识牌显示方法、驾培训练装置及存储介质。
背景技术
在铁路培训系统的虚拟视景中，距离较远物品的正确展示是一项关键技术，它在培训场景中模拟出带真实透视距离感的列车驾驶环境，使学员能够正确识别信号机、标识牌等轨道设备的状态以做出正确应对。但是计算机渲染的画面是在有限分辨率的屏幕上显示，结果就是远距离的标识牌无法正确展示，尺寸过小或者无法正确分辨具体内容，影响了学员对标识牌的正确感知。常用的优化方案包括简单放大到可以识别或以其他形式提示前方标识牌内容（比如弹窗），把所有类型的标识牌用相同的方案处理。然而，简单的放大会导致标识牌渲染失真，与真实情况不符，如比房子还要大或者产生穿插，其他形式提示又与真实驾驶环境不符。现有技术中存在以下问题：1.在有限分辨率的屏幕或投影仪上，距离远的标识牌无法正确显示，太小或者完全不显示；2.复杂场景中的标识牌内容无法辨认；3.如不做任何优化处理，标识牌的可识别距离无法达到技规要求；4.简单放大引起渲染失真，不同类型统一处理效果不好。故，迫切需要一种新的方案来提升标识牌在铁路虚拟培训系统视景中的可识别距离。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种标识牌显示方法、驾培训练装置及存储介质。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：本发明第一方面提供：一种标识牌显示方法，包括以下步骤：
获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字。
优选的，对于不同种类的标识牌设置不同可识别距离、消失距离和空间位置移动值。
优选的，所述的颜色修正方法包括以下步骤：
以标识牌的几何中心点作为采样图片的几何中心点，预设半径为采样半径截取采样图片；然后获取采样图片的平均色，将平均色进行色相移动得到背景反差色，使用背景反差色修正标识牌颜色。
优选的，所述的文字修正方法包括以下步骤：
提取标识牌中的文字内容和文字颜色；然后使用矢量字体替换文字内容，将文字颜色进行色相移动得到文字反差色；接着使用文字反差色作为标识牌背景颜色。
优选的，在标识牌的外轮廓设置预设亮度的发光特效。
本发明第二方面提供：一种驾培训练装置，用于实现上述任一种标识牌显示方法，包括：
视点距离获取模块，用于获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大，视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
标识牌移动模块，用于当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
标识牌修正模块，用于使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字。
本发明第三方面提供：一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现上述任一种标识牌显示方法。
本发明的有益效果是：
1）通过将标识牌按距离当前视点的远近，分别处理放大过程，使得本来按真实尺寸透视后无法显示或过小无法辨认的标识牌可以被正确识别。
2）处理各个标识牌的颜色显示和文字的尺寸适配，并平滑处理变化过程，确保在列车视点驶近时在整个显示周期中连续变化。
3）解决了放大后的穿插问题，并突出显示特定标识牌，提高了可识别性；同时多种手段可组合灵活使用，基本能处理当前仿真培训场景下的标识牌识别问题。
4）同简单放大和弹窗等形式显示的快照相比，本方案更符合真实场景，避免了渲染失真和不符合实际的问题。
附图说明
图1为标识牌显示方法流程图。
具体实施方式
下面将结合实施例，对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，本发明第一方面提供：一种标识牌显示方法，包括以下步骤：
获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字。
在本实施例中，视点距离，即当前观察点位置距离目标（标识牌）的实际距离，是直接计算3D空间中两个点的距离，简单使用两点距离计算公式可直接获取；可识别距离，即对观察目标不做任何处理即可直接正确识别的距离，此距离一般非常近；消失距离，即对观察目标最远可识别距离，超过此距离后即使无法正确识别出目标也没有关系，不影响使用。视点距离从0开始逐渐增大到可识别距离，优化系统开始介入，再增大到消失距离，优化系统开始退出。即可识别距离到消失距离之间的区间为优化系统起作用（对标识牌进行优化）的范围。
所述消失距离、可识别距离、渐变系数和空间位置移动值为根据实际工作环境而设置的值，并不固定为某个具体的数值。首先在各标识牌上配置一个可识别距离的阈值，当与视点距离小于阈值时，显示原始大小不做适配；从超过可识别距离阈值开始到消失距离范围内，标识牌做放大处理，以保持其可识别；超过消失距离后，标识牌逐渐从放大恢复实际尺寸，叠加透视计算后，达到的效果是从屏幕上看逐渐消失；从视点开始扫描，记录从最近到最远处的标识牌，并按距离远近排序，依次处理达到其阈值范围的标识牌；将屏幕或投影仪有效分辨率作为系数放入算法中以应对不同情况；将不同种类的标识牌分别处理，单独配置可识别距离、消失距离等参数；适配过程按实时帧率更新，使得变化过程平滑不突兀，保持了同步性。
在一些实施例中，对于不同种类的标识牌设置不同可识别距离、消失距离和空间位置移动值。
在本实施例中，因放大后可能引起的和周围物体的穿插，设计了适当位移，分别将值配置到特定各标识牌上；位移的中心点通常是与地面交界处，也可自定义；位移方向可向下或向上。
在一些实施例中，所述的颜色修正方法包括以下步骤：
以标识牌的几何中心点作为采样图片的几何中心点，预设半径为采样半径截取采样图片；然后获取采样图片的平均色，将平均色进行色相移动得到背景反差色，使用背景反差色修正标识牌颜色。
在本实施例中，预设半径为根据实际工作环境而设置的值，并不固定为某个具体的数值。因显示设备不同，色彩还原度亮度等差异(比如投影仪)，对标识牌颜色做一定程度的修正，比如直接提高对比度等；标识牌区域的屏幕截图一定范围，采样图片平均色，色相移动后得到背景反差色，作为颜色修正参数，针对颜色不敏感的标识牌，可对颜色做较大修改。
在一些实施例中，所述的文字修正方法包括以下步骤：
提取标识牌中的文字内容和文字颜色；然后使用矢量字体替换文字内容，将文字颜色进行色相移动得到文字反差色；接着使用文字反差色作为标识牌背景颜色。
在本实施例中，提取文字内容后，使用矢量字体替换；标识牌背景直接使用文字颜色的反差色。
在一些实施例中，在标识牌的外轮廓设置预设亮度的发光特效。
在本实施例中，增加外轮廓高亮发光。
下面给出两个具体应用的实施例。
【实施例1】针对一种车载显示屏幕的实施例，该显示屏幕用于车辆的驾驶训练。在该实施例中，警冲标在视点前方200m处。配置警冲标对应的距离参数，消失距离阈值400米，期望可视范围阈值200米。
根据实际情况，当前距离小于200米时，显示实际大小，不做任何处理；当视点距离大于200米，且小于400米时警冲标的尺寸随距离变化进行放大以达到可见，保持警冲标在屏幕上的像素范围尺寸几乎不变，本实施例中是最小3像素。当视点距离超过400米后，警冲标开始逐渐缩小回原始尺寸，最终逐渐消失。警冲标相对于地面，放大后会有一部分陷入，故做适配是放大后往上方做位移，整个过程的变化连贯平滑。
【实施例2】针对一种车载显示屏幕的实施例，该显示屏幕用于车辆的驾驶训练。在该实施例中，停车标在视点前方200m处。配置停车标对应的距离参数，消失距离阈值300米，期望可视范围阈值100米。
根据实际情况，当前距离小于100米时，显示实际大小，不做任何处理；当视点距离大于100米，且小于300米时警冲标的尺寸随距离变化进行放大以达到可见，保持停车标在屏幕上的像素范围尺寸几乎不变，本实施例中是最小5像素。当视点距离超过300米后，停车标开始逐渐缩小回原始尺寸，最终逐渐消失。
停车标文字（动车组停车位置）提取出来，并改用矢量字体，颜色为纯白。停车标底色使用环境颜色加强反差，蓝色有加亮一些。
本发明第二方面提供：一种驾培训练装置，用于实现上述任一种标识牌显示方法，包括：
视点距离获取模块，用于获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大，视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
标识牌移动模块，用于当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
标识牌修正模块，用于使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字。
本发明第三方面提供：一种计算机可读存储介质，所述的计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现上述任一种标识牌显示方法。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (5)
1.一种标识牌显示方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字；
所述的颜色修正方法包括以下步骤：
以标识牌的几何中心点作为采样图片的几何中心点，预设半径为采样半径截取采样图片；然后获取采样图片的平均色，将平均色进行色相移动得到背景反差色，使用背景反差色修正标识牌颜色；
所述的文字修正方法包括以下步骤：
提取标识牌中的文字内容和文字颜色；然后使用矢量字体替换文字内容，将文字颜色进行色相移动得到文字反差色；接着使用文字反差色作为标识牌背景颜色。
2.根据权利要求1所述的标识牌显示方法，其特征在于，对于不同种类的标识牌设置不同可识别距离、消失距离和空间位置移动值。
3.根据权利要求1所述的标识牌显示方法，其特征在于，在标识牌的外轮廓设置预设亮度的发光特效。
4.一种驾培训练装置，其特征在于，用于实现如权利要求1-3任一项所述的标识牌显示方法，包括：
视点距离获取模块，用于获取标识牌的视点距离，当视点距离小于等于消失距离且大于等于可识别距离时，设置渐变系数控制标识牌的显示模型的显示尺寸随视点距离的减小而增大；渐变系数的值越大，视点距离减小单位长度时显示尺寸的增大量越大，所述单位长度为相邻帧图像的视点距离变化长度；当视点距离小于可识别距离时，显示标识牌的原始尺寸；当视点距离大于消失距离时，不显示标识牌；所述消失距离大于可识别距离；
标识牌移动模块，用于当视点距离小于等于消失距离时，移动标识牌的空间位置，空间位置移动值随视点距离的增大而增大；
标识牌修正模块，用于使用颜色修正方法修正标识牌颜色；使用文字修正方法修正标识牌文字。
5.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述的计算机可读存储介质中存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令被处理器加载并执行时，实现如权利要求1-3任一项所述的标识牌显示方法。
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