基于Pygame搭建的雷达、光电和数据链数据生成引擎
一、数据源介绍
在飞行场景下，实现雷达、光电和数据链的数据融合具有重要意义，雷达、光电和数据链实现数据融合是一个复杂的过程，旨在将不同来源的数据进行整合，以获得更准确、全面的信息。
- 提升目标探测与识别能力
- 雷达擅长远距离目标的探测和跟踪，能提供目标的精确距离、速度和方位信息，但在目标特征识别方面能力有限。
- 光电系统（如红外传感器、光学相机）可以提供目标的详细图像和特征信息，有助于准确识别目标类型，但作用距离相对较短且易受气象条件影响。
- 通过数据融合，结合两者优势，能够在不同距离和环境条件下更准确地探测和识别目标，例如在远距离先用雷达发现目标大致位置，接近后利用光电系统进一步识别目标具体类型。
- 增强态势感知能力
- 数据链可以实时传输飞机自身及其他平台（如友机、地面指挥中心）的态势信息，包括位置、航向、任务状态等。
- 将雷达和光电获取的目标信息与数据链传来的态势信息融合，飞行员可以全面了解战场或飞行环境中的敌我态势，做出更明智的决策。例如，结合数据链信息和本机传感器数据，飞行员能清楚知道周围友机的位置，避免碰撞并协同作战。
- 提高系统可靠性和容错性
- 单一传感器可能会受到干扰、故障或环境因素的影响而失效。
- 多传感器数据融合可以利用多个数据源的冗余信息，当某个传感器出现问题时，其他传感器的数据仍能保证系统的正常运行，提高整个系统的可靠性和容错能力。例如，在雷达受到电子干扰时，光电系统可以继续提供目标的部分信息。
二、Pygame介绍
Pygame是一个跨平台的 Python 库，由 Pete Shinners 创作，遵循 GNU Lesser General Public License 协议。它专为电子游戏设计，建立在 SDL（Simple DirectMedia Layer，一套开源的跨平台多媒体开发库）基础上，包含图像和声音库。
2.1、主要特点
- 跨平台性：支持 Windows、Linux、Mac 等多种操作系统，应用程序还能够在 Android 手机和平板执行（采用 pygame 对于 Android 的子集 pgs4a ），但无法在 iOS 上执行。
- 简单易用：对于初学者友好，无需深厚编程背景即可开始游戏编程。其设计理念是将游戏功能和理念简化，专注于游戏逻辑，资源结构可由 Python 这样的高级语言提供。
- 功能丰富：提供了图形绘制、图像加载与处理、声音播放、事件处理（如键盘、鼠标事件）、碰撞检测等用于游戏开发的工具和函数。
- 性能较好：为核心功能使用优化的 C 和汇编代码，支持多核 CPU。
2.2、应用场景
主要用于 2D 电子游戏开发，也可用于开发其他多媒体应用程序，如制作简单动画、交互式演示，简单的数据产生等。
2.3、简单用例
import sys
import pygame
# 初始化pygame
pygame.init()
# 设置窗口大小
size = width, height = 320, 240
# 创建窗口
screen = pygame.display.set_mode(size)
# 定义移动速度
speed = (2, 2)
# 定义黑色
black = 0, 0, 0
# 加载图像
ball = pygame.image.load("ball.png")
# 获取图像的矩形区域
ballrect = ball.get_rect()
while 1:
for event in pygame.event.get():
if event.type == pygame.QUIT:
sys.exit()
# 移动图像的矩形区域
ballrect = ballrect.move(speed)
# 处理图像碰到边界的情况
if ballrect.left < 0 or ballrect.right > width:
speed = (-speed[0], speed[1])
if ballrect.top < 0 or ballrect.bottom > height:
speed = (speed[0], -speed[1])
# 填充屏幕为黑色
screen.fill(black)
# 在屏幕上绘制图像
screen.blit(ball, ballrect)
# 更新屏幕显示
pygame.display.flip()运行效果如下：
三、数据生成
3.1、绘制扇形
在 Pygame 库中，pygame.gfxdraw.pie 是 pygame.gfxdraw 模块里用于绘制扇形的函数。pygame.gfxdraw 模块提供了一系列抗锯齿图形绘制函数，能绘制出比普通 pygame.draw 模块更平滑的图形，pie 函数就可绘制抗锯齿的扇形。
import pygame
import pygame.gfxdraw
#伪代码
#pygame.gfxdraw.pie(surface, x, y, radius, start_angle, stop_angle, color)
self.plane_centerx = int(self.plane_inital_pos[0] + rotate_rect.centerx)
self.plane_centery = int(self.plane_inital_pos[1] + rotate_rect.centery)
self.radar_x = self.plane_centerx
self.radar_y = self.plane_centery
self.radar_r = int(self.plane_radar_radius * 4)
self.radar_start_angle = start_angle_radar
self.radar_stop_angle = stop_angle_radar
pygame.gfxdraw.pie(self.screen, self.radar_x, self.radar_y, self.radar_r,self.radar_start_angle,self.radar_stop_angle, (0, 255, 0))3.2、下拉菜单
UIDropDownMenu 是 Pygame GUI 库中的一个元素，用于创建下拉菜单。
#随机生成雷达分布点
#伪代码
drop_down_Radar_genPoints_x = int(self.ui_pos[0] + self.ui_width*0.55)
drop_down_Radar_genPoints_y = int(self.ui_height * 0.17)
drop_down_Radar_genPoints_w = int(self.ui_width * 0.42)
drop_down_Radar_genPoints_h = int(self.ui_height * 0.07)
self.drop_down_Radar_genPoints = pygame_gui.elements.UIDropDownMenu(relative_rect=pygame.Rect((drop_down_Radar_genPoints_x ,drop_down_Radar_genPoints_y),(drop_down_Radar_genPoints_w, drop_down_Radar_genPoints_h)),manager=self.manager, options_list=['Gen-Radar-Points','Radar-GenPoints-10', 'Radar-GenPoints-20', 'Radar-GenPoints-30'],starting_option='Gen-Radar-Points')
