在圆形雷达数学方法上表示点

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2021-02-24 10:05:26

我正在编写一个简单的应用程序,它可以向你展示你周围的朋友,但不是在法线地图中,而是在像 UI 这样的圆形雷达上:

[图像]( http://i.imgur.com/9Epw0Xh.png )

像这样,我有每个用户的纬度、经度,当然还有我自己的中心。

我还测量每个用户的距离来定位他们,所以我知道的数据是他们到我的纬度、经度和距离。

出于数学原因,假设雷达的半径为 100 像素,我可以使用左侧或右侧定位将它们与我的距离分开,但就顶部或底部而言,它变得有点棘手,因为我尝试转换它们的纬度 - 我的纬度转换成百分比结果,然后将它们放在雷达上......但我认为可能有更好的方法来处理极坐标到笛卡尔坐标,但我真的有点无能为力。

这些类型的接口或在那里实现的任何东西是否有最佳方法?

1个回答
  1. 将所有点的 long,lat 转换为笛卡尔 3D 空间坐标

    它是转换球面 -> 笛卡尔 3D 空间。后面的数学就在这里毕竟这点,(long,lat,alt)将成为(x,y,z)这里(0,0,0)是中心地球

    • X 轴是 lat=0,long=0 [rad]
    • Y 轴是 lat=0,long=+PI/2 [rad]
    • Z 轴是北
    • XY 平面是赤道

    地球

    如果您想要更精确地将地球处理为椭球而不是球体

    long = <     0 , +2*PI > [rad]
    lat  = < -PI/2 , +PI/2 > [rad]
    alt  = altitude above sea level [m]
    Re =6378141.4; [m]
    Rp =6356755.0; [m]
    
    R=alt+sqrt( (Re*cos(lat))^2 + (Rp*sin(lat))^2 )
    x=R*cos(lat)*cos(long)
    y=R*cos(lat)*sin(long)
    z=R*sin(lat)
    
  2. 创建雷达局部笛卡尔坐标系

    NEH

    基本上,您需要获取X,Y,Z轴的3D 矢量它们必须相互垂直并从雷达原点指向正确的方向(P0)

    您可以为此使用向量乘法,因为它会为其乘法器创建垂直向量。方向取决于乘法器的顺序,因此请进行一些实验。

    //altitude this one is easy
    Z = P0
    //north (chose one that is non zero, resp. bigger to avoid accuracy problems)
    X = (1,0,0) x Z // old X axis * Altitude
    X = (0,1,0) x Z // old Y axis * Altitude
    //east is now also easy
    Y = X x Z 
    // now normalize all of them to unit vectors
    X = X / |X|
    Y = Y / |Y|
    Z = Z / |Z|
    // and check if they are not negative (X,Y)
    // if they are then swap multiplicants or multiply by -1
    // do not forget that X is computed by two methods so swap the correct one
    
    • 是构建 4x4 变换矩阵背后的数学运算
    • 在这里你可以看到同构 4x4 和直接 3x3 3D 变换矩阵和数学之间的图像差异
  3. 将所有点转换为 RADAR 坐标系

    只需将所有点乘以RADAR变换矩阵M

    Q(i) = P(i)*M
    

    所以这些点Q(i)现在是RADAR 的本地点

    • (0,0,0) 表示雷达原点(中心)
    • (1,0,0) 指向北
    • (0,1,0) 指向东
    • (0,0,1) 加分

    所以现在只需将所有坐标乘以RADAR比例

    scale = RADAR_radius/RADAR_range;
    
    • RADAR_radius是以像素或坐标单位为单位的屏幕上雷达的大小
    • RADAR_rangeRADAR最大圆代表的最大距离[m]

    在此之后,只需将点绘制到RADAR(交换,x,y因为我使用的X是 North not Y),并且您还可以丢弃所有比范围更远的点。您也可以通过向垂直轴添加坐标(或绘制 L 线)来添加 3D RADAR,就像在旧的 Elite 中一样Z

    3D雷达

希望它有点帮助并且不会太混乱......

哇,谢谢你的周到解释。这真是太棒了,我希望我能给你不止一个赞成票……但我会与我的朋友分享,这样他们就可以给你。
2021-05-15 10:05:26