一种航海交互绘算系统及其使用方法

1.本发明涉及航海绘算领域，尤其是一种航海交互绘算系统及其使用方法，可针对人机交互式操作、同步实时显示的航海绘算系统，能够实时进行相关航海解算及决策辅助，可用于现代海上的航海绘算任务。


背景技术：

2.航海作业中，需要进行一系列绘算作业，尤其在相遇、规避、接近、机动以及占位过程中准确的进行绘算作业至关重要。
3.目前，很多情况下仍采用人工航海绘算作业，过程中作业人员使用平行尺、量角器、分规等绘图工具，在图纸上进行操作，人工绘算的精度与速度由作业人员的熟练程度所决定。可见，在数据量大或者图解程序复杂时，存在工作量巨大、繁琐、耗时较长、绘算误差不可避免等缺点。随着信息化智能化技术在航海领域的发展应用，电子化、人机交互式设备用于解决以上问题迫在眉睫。
4.对此，本技术人已研发出专利cn202211068936.9一种有源可擦写绘算板及其使用方法，实现了纸屏同步书写的核心功能，将手绘工具的使用与电脑制图相结合，能提高绘算效率，支持人工航海绘算的电子化辅助。但是由于系统需要绘算板与上位机的同步使用，两台设备的连接需要特别接头和通信线路，且相对不便于携带，且设备中圆规的使用功能较少，仅能用于绘制圆弧，缺少分规功能，难以满足航海绘算的需求，本发明针对这些技术缺陷提供了解决和改进，实现更好的人际交互航海计算效果。


技术实现要素：

5.针对现有技术存在的问题，本发明的目的在于提供一种一体化集成的航海绘算工具及其使用方法，实现便携并能够有效提高绘算效率，从而提高决策效率与实时性。
6.为实现上述目的，本发明提供一种航海交互绘算系统，所述系统包括一体化绘算板、无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和多比例尺圆分规；其中一体化绘算板中包含绘图感应区和嵌入式平板电脑，绘图感应区和嵌入式平板电脑之间通过折叠铰链连接，使得绘图感应区和嵌入式平板电脑可折叠至相互重叠的状态；绘图感应区内设置有电感线圈，能够感应到无源自动手写笔、和多比例尺圆分规的航海绘图动作以及可替换自动橡皮擦的绘图痕迹擦除动作，并将在绘图感应区上的绘算过程实时在嵌入式平板电脑上显示。
7.进一步，所述一体化绘算板还包括壳体，壳体上设有无源自动手写笔卡槽、电源指示灯、绘算要素显示区、绘算板电源开关键、充电接口、电感线圈和螺孔支架；无源自动手写笔卡槽通过卡扣将无源自动手写笔固定，两侧设有半圆形凹槽，便于无源自动手写笔的放置与拿取；电源指示灯在通电状态下实现一体化绘算板的自检，自检通过后指示灯亮起，否则表示一体化绘算板与嵌入式平板电脑之间存在通信故障或硬件故障。
8.进一步，绘算要素显示区共有三个，分别位于嵌入式平板电脑的下方，可根据不同的航海绘算任务需求来显示不同的绘算过程要素，三个绘算要素显示区共同辅助航海绘算
人员完成绘算作业；嵌入式平板电脑为触屏式平板电脑，与绘图感应区为同尺寸大小，可将绘图感应区中所绘内容进行等比例显示。
9.进一步，无源自动手写笔包括笔芯推动按钮、笔尖套筒、线路板、笔芯推动柱、书写感应线圈、笔芯嵌入体、可替换笔芯和辅助弹簧；按下笔芯推动按钮时，挤压笔芯推动柱将可替换笔芯推出笔尖套筒，从而进行书写；无源自动手写笔的原理是通过发射电磁讯号，和绘图感应区背后的电磁感应板进行交互，当书写感应线圈靠近绘图感应区时，绘图感应区后面的电磁感应板感应到书写感应线圈的电磁讯号从而使电磁感应板下的感应线形成差异，根据水平方向和平行方向的天线阵列接收讯号，通过磁通量的差异计算获取笔所在的坐标位置。
10.进一步，无源自动手写笔采用4096级无源手写方案，根据书写轻重来显示笔锋还原；4096级压感是指电磁笔内的压力感应器获得压力的大小通过与磁场变化结合，定义出电磁屏技术独有的z轴，获得笔迹的粗细。
11.进一步，可替换自动橡皮擦包括橡皮擦套筒、橡皮擦头套筒、橡皮擦推动轨道、橡皮擦推动按钮、线路板、内置橡皮擦、橡皮擦感应线圈和橡皮擦推动嵌入柱；当橡皮擦靠近绘图感应区时，绘图感应区后面的电磁感应板会感应到橡皮擦感应线圈的电磁讯号从而使电磁感应板下的感应线形成差异，根据水平方向和平行方向的天线阵列接收讯号，获取可替换自动橡皮擦的位置实现擦除。
12.进一步，多比例尺圆分规包括圆分规切换按钮、支架、比例调节旋钮、圆分规笔、圆分规头和可替换笔芯；其中，圆分规切换按钮用于实现圆规模式与分规模式的功能切换；在圆规模式下，可替换笔芯能够与绘图感应区电磁感应板下的感应线形成差异，使得可替换笔芯可以进行圆和圆弧的绘制。
13.进一步，在分规模式下，支架在绘图感应区会被软件识别为分规固定支架，比例调节旋钮在分规模式下的作用是调节支架量取所需的距离的比例大小；圆分规笔在分规模式下会被软件屏蔽与绘图感应区电磁感应板下的感应线形成的差异，从而便于绘算过程中进行截取线段、量取尺寸和等分线段。
14.另一方面，本发明提供一种航海交互绘算系统的使用方法，所述方法包括以下步骤：s1.启动一体化绘算板，使得嵌入式平板电脑的显示屏能够实时显示在绘图感应区内的绘算内容；s2.在绘图感应区上铺设绘算纸并固定，将绘算纸坐标、绘算板坐标和显示屏坐标进行关联和对应；s3.根据航海任务要求使用无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦、和/或多比例尺圆分规在绘算纸上进行航海绘算；绘图感应区内的感应线圈通过感应无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦、和/或多比例尺圆分规的书写或擦除位置，实时计算并在平板电脑的显示屏上显示书写或擦除笔迹；s4.绘算结束，将绘算过程以及绘算结果保存至嵌入式平板电脑，并进行自动评分考核；s5.更换绘算纸，启动下一次绘算任务。
15.进一步，步骤s3中，对于无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和多比例尺圆分规的
操作分别如下：操作无源自动手写笔：使用无源自动手写笔在绘图感应区上手绘出相对应的航海绘算操作，绘图感应区会自动捕获无源自动手写笔的笔尖动作并在嵌入式平板电脑同步显示出手绘内容；操作可替换自动橡皮擦：在手绘过程中若使用可替换自动橡皮擦，绘图感应区将会捕捉到可替换自动橡皮擦的动作并在嵌入式平板电脑上进行同步删除；操作多比例尺圆分规：在手绘过程中若需要绘制圆弧，需要先调整多比例尺圆分规的比例调节旋钮，选择适当的缩放比例。
16.本发明将绘算板与嵌入式平板电脑一体化集成，并利用折叠铰链减少占用空间，方便携带与使用；设计了无源自动手写笔和可替换自动橡皮擦增加了笔芯和橡皮擦的使用寿命和书写/擦除长度，提高了人机交互的实用性；根据不同任务利用绘算要素显示区快速显示辅助决策信息，并改进了多比例尺圆分规的使用功能，使其能在圆规模式和分规模式切换，能够有效提高绘算效率，从而提高决策效率与实时性。
附图说明
17.图1为根据本发明的航海交互绘算系统的整体结构图；图2为根据本发明的一体化绘算板的可折叠结构示意图；图3为根据本发明的无源自动手写笔结构示意图；图4为根据本发明的可替换自动橡皮擦结构示意图；图5为根据本发明的多比例尺圆分规结构示意图；图6为根据本发明的type-c充电线的结构示意图；图7为根据本发明的航海交互绘算系统的使用方法流程图；图8为根据本发明的航海交互绘算系统执行绘算任务示意图；图9为根据本发明的航海交互绘算系统的初始绘算过程示意图；图10为根据本发明的航海交互绘算系统的绘算过程中过程示意图；图11为根据本发明的航海交互绘算系统的绘算完毕示意图。
具体实施方式
18.下面将结合附图，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
19.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
20.在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可
以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
21.以下结合图1-图11对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
22.本发明实施例提供一种改进的航海交互绘算系统及其使用方法，具体技术方案如下。
23.如图1所示，根据本发明实施例的一种航海交互绘算系统，包括一体化绘算板1、无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3、多比例尺圆分规4和type-c充电线5。
24.其中，一体化绘算板1包括绘算板徽标101、无源自动手写笔卡槽102、电源指示灯103、绘图感应区104、折叠铰链105、绘算要素显示区106、嵌入式平板电脑107、绘算板电源开关键108、充电接口109、电感线圈110和螺孔支架111。绘算板徽标101位于一体化绘算板1的左上角。无源自动手写笔卡槽102通过卡扣将无源自动手写笔2固定，两侧设有半圆形凹槽，便于无源自动手写笔2的放置与拿取。电源指示灯103在通电状态下实现一体化绘算板1的自检，自检通过后指示灯亮起，否则表示一体化绘算板1与嵌入式平板电脑107之间可能存在通信故障或硬件故障。绘图感应区104感应无源自动手写笔2和可替换自动橡皮擦3，二者分别能够实现航海绘图和绘图痕迹擦除的功能。
25.如图2所示，通过折叠铰链105可将大尺寸的航海绘算板折叠成较小的尺寸，从而更轻便、更简洁，同时，折叠铰链105可以将绘图感应区104和嵌入式平板电脑107折叠至相互重叠的状态，减少占用空间。三个绘算要素显示区106位于嵌入式平板电脑107的下方，可根据不同的航海绘算任务需求来显示不同的绘算过程要素，绘算要素显示区106a、绘算要素显示区106b和绘算要素显示区106c共同辅助航海绘算人员完成绘算作业。这三个绘算要素显示区根据不同的航海绘算任务显示不同的内容，一般情况下可以显示比例尺信息、机动要素信息或者估算预测信息。使用者可以根据这些信息更快捷的绘图，完成航海绘算任务。
26.嵌入式平板电脑107为触屏式平板电脑，与绘图感应区104为同尺寸大小，可将绘图感应区104中所绘内容进行等比例显示。电脑电源开关键108位于一体化绘算板1右侧，控制嵌入式平板电脑的开关机。充电接口109与type-c充电线5连接，为嵌入式平板电脑107供电。
27.绘图感应区104为s
×
q cm的电磁感应区，感应区内部有整齐排列的电感线圈110，螺孔支架111支撑绘图感应区104与底板之间的固定安装。当一体化绘算板1下方的布线电路通电后，在一定空间范围内形成电磁场，当无源自动手写笔2靠近绘图感应区104时，绘图感应区104下面的电磁感应板会感应到无源自动手写笔2中感应线圈206所做的切割磁感线运动，从而使绘图感应区104下的感应线圈产生变化，根据水平方向和垂直方向的电感线圈110接收信号，通过磁通量的变化计算获得无源自动手写笔2在绘图感应区106坐标系下的水平方向x和垂直方向y位置。而且由于无源自动手写笔2拥有纵向的压力感应器，当用户通过无源自动手写笔2进行手绘的时候，压力通过笔芯传递到压力感应器，压力的变化导致无源自动手写笔2发出的电磁信号发生变化，电磁感应板能够根据感应信号显现出不同的压感，从而展现出笔迹的粗细变化程度。
28.绘图感应区104书写定位精度：
±
α inch，分辨率：不低于β lpi（每英寸有β条网线，如下图所示），读取速率：ω dots/sec（每秒能读取的感应点数量），兼容性：windows/linux系统。这里，优选为，绘图感应区104为80cm
×
60cm的电磁感应区，书写定位精度：
±
0.01inch（center，即平均书写定位精度为0.01英寸），分辨率：不低于4096lpi（每英寸有4096条网线），读取速率：250 dots/sec。
29.如图3所示，无源自动手写笔2包括笔芯推动按钮201、笔尖套筒202、线路板203、笔芯推动柱204、书写感应线圈205、笔芯嵌入体206、可替换笔芯207和辅助弹簧208。
30.按下笔芯推动按钮201时，挤压笔芯推动柱204将可替换笔芯207推出笔尖套筒202，从而进行书写。因为笔芯推动按钮201配有辅助弹簧208，所以能够反复按压笔芯推动按钮201，直至推出可替换笔芯207能够进行书写。
31.在进行书写时，书写感应线圈205能够对绘图感应区的电感线圈做切割磁感线运动，同时通过线路板203中的滤波电容抗干扰。当无源自动手写笔2的书写感应线圈205在绘图感应区上移动时切割磁场，绘图感应区后面的电磁感应板会感应到书写感应线圈205的电磁讯号，使得电磁感应板下的感应线形成差异，从而产生电信号。通过多点定位，绘图感应区就可以精确的确定笔尖的位置，最后实现点、选确定操作。
32.笔芯嵌入体206书写长度可达100米，由于笔尖磨损较快，优选设计为可替换笔芯207，方便进行更换，当可替换笔芯207使用完后，可直接替换新的可替换笔芯207继续进行绘算。当需要更换可替换笔芯207时，需要将笔芯推动按钮201和笔尖套筒202取下。然后将新的可替换笔芯207插入笔芯推动柱204和笔芯嵌入体206，最后安装好笔尖套筒202即可使用。
33.无源自动手写笔2采用4096级无源手写方案，压感数据为数字量，可以根据书写轻重来显示笔锋还原。4096级压感，是指电磁笔内的压力感应器获得压力的大小通过与磁场变化结合，定义出电磁屏技术独有的z轴，也就是笔迹的粗细，压感阶级越高，原笔迹输入时展现的笔迹就更接近真实手写时的笔迹。相比较于有源手写笔，无源自动手写笔不需要电源，无需充电或更换电池，使用时间更久。
34.如图4所示，可替换自动橡皮擦3包括橡皮擦套筒301、橡皮擦头套筒302、橡皮擦推动轨道303、橡皮擦推动按钮304、线路板305、内置橡皮擦306、橡皮擦感应线圈307和橡皮擦推动嵌入柱308。
35.在使用橡皮擦3进行擦除时，橡皮擦感应线圈307能对绘图感应区的电感线圈做切割磁感线运动，同时通过线路板305中的滤波电容抗干扰，橡皮擦3擦除的原理与无源自动手写笔2书写的原理类似，当橡皮擦3靠近绘图感应区时，绘图感应区后面的电磁感应板会感应到橡皮擦感应线圈307的电磁讯号从而使电磁感应板下的感应线形成差异，根据水平方向和平行方向的天线阵列接收讯号，获取可替换自动橡皮擦3的位置实现擦除。
36.当内置橡皮擦306磨损过快，可推动橡皮擦推动按钮304将剩余的内置橡皮擦306推出橡皮擦头套筒302继续使用。可替换自动橡皮擦3里的内置橡皮擦306的可推动功能，类似于美工刀里的刀片的推动，内置自动橡皮擦306的更换操作类似于美工刀里的刀片的更换。
37.将橡皮擦推动嵌入柱308嵌入到内置橡皮擦306中，可通过推动橡皮擦推动按钮304，实现内置橡皮擦306的推动，只有按下橡皮擦推动按钮304才能实现内置橡皮擦306的
推动和收回，未按下的时候橡皮擦推动按钮304是固定在可替换自动橡皮擦推动轨道303的，并且橡皮擦推动按钮304可推动的位置是受橡皮擦推动轨道303限制的。
38.在更换内置橡皮擦306时需要打开橡皮擦套筒301，将新的内置橡皮擦306嵌入橡皮擦推动嵌入柱308，安装好橡皮擦套筒301。通过推动橡皮擦推动按钮304，将内置橡皮擦306推出橡皮擦头套筒302即可使用。相比较于与手写笔合体的橡皮擦，橡皮擦3相对能够做的很大，擦除方便，且橡皮擦头固定更为牢靠。
39.如图5所示，多比例尺圆分规4包括圆分规切换按钮401、支架402、比例调节旋钮403、圆分规笔404、圆分规头405和可替换笔芯406。其中，圆分规切换按钮401为弹簧式设计，按下即可实现圆规与分规的切换。支架402为常规圆规模具，根据支架的开合程度来确定圆弧半径。
40.比例调节旋钮403在分规模式下的作用是调节支架402量取所需的距离的比例大小，方便量取或者截取不同长度的线段。圆分规笔404在圆规模式下为固定圆规作图圆心的起始固定点，其内部设有锥形钢针。
41.多比例尺圆分规4的内部构造与无源自动手写笔2类似。按下圆分规切换按钮401可实现圆规模式和分规模式的切换，其中多比例尺圆分规4的圆规模式和分规模式的切换是通过软件来实现的，在圆规模式下，圆分规笔404就相当于无源自动手写笔2，其工作原理完全一样。在分规模式下，圆分规笔404会与绘图感应区电磁感应板下的感应线形成的差异，从而方便进行截取线段、量取尺寸和等分线段。
42.圆规模式：使用之前，先检查可替换笔芯406是否可用，将多比例尺圆分规4的圆分规头405扎进绘图纸中，手的重心放在圆分规头405上，以圆分规头405为圆心，将多比例尺圆分规4轻轻斜着用圆分规笔404的可替换笔芯406开始在纸上绘图。
43.支架402在圆规模式下为圆规固定支架，在绘图感应区会被软件识别为圆规固定支架。圆分规笔404在圆规模式下为圆规书写笔，在绘图感应区会被软件识别为圆规书写笔。通过调节圆规模式下的圆分规笔404与支架402圆规模式下的圆规固定支架之间的距离，切换需要画出的圆的半径，画出所需不同半径的圆和圆弧。
44.在可替换笔芯405用完或意外发生断裂后，可直接替换新的可替换笔芯406继续进行绘算作图。
45.分规模式：按下圆分规切换按钮401，使其工作在分规模式，多比例尺圆分规4按照以下模式发送数据。比例调节旋钮403为分规模式下的比例系数，即圆分规头405和可替换笔芯406之间距离的倍数，记为，默认为1。当用户使用多比例尺圆分规4同时接触绘图感应区104时，圆分规头405接触绘图感应区返回一个坐标信号，可替换笔芯406也接触绘算感应区返回另一个坐标信号，则多比例尺圆分规4返回两者之间的距离信息，计算如下：。
46.如图6所示，type-c充电线5包括标准usb线缆501、充电插头502。type-c充电线5使用标准usb3.0协议，并向下兼容低版本的usb协议。
47.此外，如图7所示，航海交互绘算系统使用时，首先将type-c充电线连接到嵌入式平板电脑；按下嵌入式平板电脑的开机键；电源指示灯亮起，绘算软件自动启动。选择航海绘算任务，绘算要素显示区根据不同的航海绘算任务显示不同的信息，之后就能实时在一体化绘算板完成绘算任务，嵌入式平板电脑同步显示绘算状态。
48.具体地，航海交互绘算系统的使用方法包括以下步骤：s1.启动一体化绘算板1，使得嵌入式平板电脑的显示屏能够实时显示在绘图感应区上的绘算内容；s2.在绘图感应区上铺设绘算纸并固定，将绘算纸坐标、绘算板坐标和显示屏坐标进行关联和对应；将绘算纸等比例缩放，在绘图之前需要使用无源自动手写笔2点击绘图感应区，确定原点坐标实现绘算纸和绘算板准确对应；s3.根据航海任务要求使用无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3、和/或多比例尺圆分规4在绘算纸上进行航海绘算；绘图感应区内的感应线圈通过感应无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3、和/或多比例尺圆分规4的书写或擦除位置，实时计算并在平板电脑的显示屏上显示书写或擦除笔迹；s4.绘算结束，将绘算过程以及绘算结果保存至嵌入式平板电脑，并进行自动评分考核；s5.更换绘算纸，启动下一次绘算任务。
49.具体地，步骤s3中，对于无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3和多比例尺圆分规4的操作分别如下：操作无源自动手写笔：使用无源自动手写笔2在绘图感应区上手绘出相对应的航海绘算操作，一体化绘算板1中的绘图感应区会自动捕获无源自动手写笔2的笔尖动作并在嵌入式平板电脑同步显示出手绘内容；操作可替换自动橡皮擦3：在手绘过程中若使用可替换自动橡皮擦3，绘图感应区将会捕捉到可替换自动橡皮擦3的动作并在嵌入式平板电脑上进行同步删除；操作多比例尺圆分规4：在手绘过程中若需要绘制圆弧，需要先调整多比例尺圆分规4的比例调节旋钮，选择适当的缩放比例；绘图感应区的压力感应器根据感应到的压力变化，通过计算获得笔迹宽度，展现笔迹粗细变化程度；实施例一：tw绘算s1.启动一体化绘算板1，使得平板电脑的显示屏能够实时显示在绘图感应区上的绘算内容；s2.在绘图感应区上铺设绘算纸并固定，将绘算纸坐标、绘算板坐标和显示屏坐标进行关联和对应；如图8所示，一体化绘算板正常启动后，嵌入式平板电脑会自动启动安装好的航海绘算驱动程序或软件；在嵌入式平板电脑的航海绘算软件上选择航海绘算任务，系统会自动在绘图感应区显示相对应的背景图，软件自动按时间播报需要绘制的任务；s3.根据航海任务要求使用无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3、和/或多比例
尺圆分规4在绘算纸上进行航海绘算；绘图感应区内的感应线圈通过感应无源自动手写笔2、可替换自动橡皮擦3和/或多比例尺圆分规4的书写或擦除位置，实时计算并在平板电脑的显示屏上显示书写或擦除笔迹；步骤3.1：根据时间间隔和航行速度设置合适的对数比例尺；步骤3.2：根据我方航向c画出我方的航向线；步骤3.3：根据舰位计算纸得到的两条舰位线的异顶差以及圆周方位绘制两条天文舰位线；如图9所示；步骤3.4：根据圆周方位ac1和ac2画出两条天文舰位线；如图10所示；步骤3.5：根据两条舰位线的异顶差δh1和δh2画出两条天文舰位线的垂线；如图11所示；步骤3.6：利用两条垂线的交点即可经过对数比例尺换算修正经纬度；s4.绘算结束，将绘算过程以及绘算结果保存至平板电脑；在航海绘算任务全部完成后，嵌入式平板电脑会结束航海绘算任务计算，系统将自动结束航海绘算任务并完成评分考核；s5. 重新选择航海绘算任务。更换绘算纸，启动下一次绘算任务。
50.本实施例将绘算板与嵌入式平板电脑一体化集成，并利用折叠铰链减少占用空间，方便携带与使用；设计了无源自动手写笔和可替换自动橡皮擦增加了笔芯和橡皮擦的使用寿命和书写/擦除长度，提高了人机交互的实用性；根据不同任务利用绘算要素显示区快速显示辅助决策信息，并改进了多比例尺圆分规的使用功能，使其能在圆规模式和分规模式切换，能够有效提高绘算效率，从而提高决策效率与实时性。
51.本发明流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为表示包括一个或多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，可以实现在任何计算机刻度介质中，以供指令执行系统、装置或设备，所述计算机可读介质可以是任何包含存储、通信、传播或传输程序以供执行系统、装置或设备使用。包括只读存储器、磁盘或光盘等。
52.在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。此外，本领域的技术人员可以在不产生矛盾的情况下，将本说明书中描述的不同实施例或示例以及其中的特征进行结合或组合。
53.上述内容虽然已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型等更新操作。

技术特征：
1.一种航海交互绘算系统，其特征在于，所述系统包括一体化绘算板、无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和多比例尺圆分规；其中一体化绘算板中包含绘图感应区和嵌入式平板电脑，绘图感应区和嵌入式平板电脑之间通过折叠铰链连接，使得绘图感应区和嵌入式平板电脑可折叠至相互重叠的状态；绘图感应区内设置有电感线圈，能够感应到无源自动手写笔、和多比例尺圆分规的航海绘图动作以及可替换自动橡皮擦的绘图痕迹擦除动作，并将在绘图感应区上的绘算过程实时在嵌入式平板电脑上显示。2.根据权利要求1所述的航海交互绘算系统，其特征在于，所述一体化绘算板还包括壳体，壳体上设有无源自动手写笔卡槽、电源指示灯、绘算要素显示区、绘算板电源开关键、充电接口、电感线圈和螺孔支架；无源自动手写笔卡槽通过卡扣将无源自动手写笔固定，两侧设有半圆形凹槽，便于无源自动手写笔的放置与拿取；电源指示灯在通电状态下实现一体化绘算板的自检，自检通过后指示灯亮起，否则表示一体化绘算板与嵌入式平板电脑之间存在通信故障或硬件故障。3.根据权利要求2所述的航海交互绘算系统，其特征在于，绘算要素显示区共有三个，分别位于嵌入式平板电脑的下方，可根据不同的航海绘算任务需求来显示不同的绘算过程要素，三个绘算要素显示区共同辅助航海绘算人员完成绘算作业；嵌入式平板电脑为触屏式平板电脑，与绘图感应区为同尺寸大小，可将绘图感应区中所绘内容进行等比例显示。4.根据权利要求1所述的航海交互绘算系统，其特征在于，无源自动手写笔包括笔芯推动按钮、笔尖套筒、线路板、笔芯推动柱、书写感应线圈、笔芯嵌入体、可替换笔芯和辅助弹簧；按下笔芯推动按钮时，挤压笔芯推动柱将可替换笔芯推出笔尖套筒，从而进行书写；无源自动手写笔的原理是通过发射电磁讯号，和绘图感应区背后的电磁感应板进行交互，当书写感应线圈靠近绘图感应区时，绘图感应区后面的电磁感应板感应到书写感应线圈的电磁讯号从而使电磁感应板下的感应线形成差异，根据水平方向和平行方向的天线阵列接收讯号，通过磁通量的差异计算获取笔所在的坐标位置。5.根据权利要求1所述的航海交互绘算系统，其特征在于，无源自动手写笔采用4096级无源手写方案，根据书写轻重来显示笔锋还原；4096级压感是指电磁笔内的压力感应器获得压力的大小通过与磁场变化结合，定义出电磁屏技术独有的z轴，获得笔迹的粗细。6.根据权利要求1所述的航海交互绘算系统，其特征在于，可替换自动橡皮擦包括橡皮擦套筒、橡皮擦头套筒、橡皮擦推动轨道、橡皮擦推动按钮、线路板、内置橡皮擦、橡皮擦感应线圈和橡皮擦推动嵌入柱；当橡皮擦靠近绘图感应区时，绘图感应区后面的电磁感应板会感应到橡皮擦感应线圈的电磁讯号从而使电磁感应板下的感应线形成差异，根据水平方向和平行方向的天线阵列接收讯号，获取可替换自动橡皮擦的位置实现擦除。7.根据权利要求1所述的航海交互绘算系统，其特征在于，多比例尺圆分规包括圆分规切换按钮、支架、比例调节旋钮、圆分规笔、圆分规头和可替换笔芯；其中，圆分规切换按钮用于实现圆规模式与分规模式的功能切换；在圆规模式下，可替换笔芯能够与绘图感应区电磁感应板下的感应线形成差异，使得可替换笔芯可以进行圆和圆弧的绘制。8.根据权利要求7所述的航海交互绘算系统，其特征在于，在分规模式下，支架在绘图感应区会被软件识别为分规固定支架，比例调节旋钮在分规模式下的作用是调节支架量取所需的距离的比例大小；圆分规笔在分规模式下会被软件屏蔽与绘图感应区电磁感应板下的感应线形成的差异，从而便于绘算过程中进行截取线段、量取尺寸和等分线段。
9.一种根据权利要求1-8任一项所述的航海交互绘算系统的使用方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：s1.启动一体化绘算板，使得嵌入式平板电脑的显示屏能够实时显示在绘图感应区内的绘算内容；s2.在绘图感应区上铺设绘算纸并固定，将绘算纸坐标、绘算板坐标和显示屏坐标进行关联和对应；s3.根据航海任务要求使用无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦、和/或多比例尺圆分规在绘算纸上进行航海绘算；绘图感应区内的感应线圈通过感应无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和/或多比例尺圆分规的书写或擦除位置，实时计算并在平板电脑的显示屏上显示书写或擦除笔迹；s4.绘算结束，将绘算过程以及绘算结果保存至嵌入式平板电脑，并进行自动评分考核；s5.更换绘算纸，启动下一次绘算任务。10.根据权利要求9所述的使用方法，其特征在于，步骤s3中，对于无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和多比例尺圆分规的操作分别如下：操作无源自动手写笔：使用无源自动手写笔在绘图感应区上手绘出相对应的航海绘算操作，绘图感应区会自动捕获无源自动手写笔的笔尖动作并在嵌入式平板电脑同步显示出手绘内容；操作可替换自动橡皮擦：在手绘过程中若使用可替换自动橡皮擦，绘图感应区将会捕捉到可替换自动橡皮擦的动作并在嵌入式平板电脑上进行同步删除；操作多比例尺圆分规：在手绘过程中若需要绘制圆弧，需要先调整多比例尺圆分规的比例调节旋钮，选择适当的缩放比例。

技术总结
本发明公开了一种航海交互绘算系统及其使用方法，所述系统包括一体化绘算板、无源自动手写笔、可替换自动橡皮擦和多比例尺圆分规；其中一体化绘算板中包含绘图感应区和嵌入式平板电脑，绘图感应区和嵌入式平板电脑之间通过折叠铰链连接，使得绘图感应区和嵌入式平板电脑可折叠至相互重叠的状态；绘图感应区内设置有电感线圈，能够感应到无源自动手写笔、和多比例尺圆分规的航海绘图动作以及可替换自动橡皮擦的绘图痕迹擦除动作，并将在绘图感应区上的绘算过程实时在嵌入式平板电脑上显示。本航海交互绘算系统实现了便携并能够有效提高绘算效率，从而提高决策效率与实时性。从而提高决策效率与实时性。从而提高决策效率与实时性。


技术研发人员：于化鹏
受保护的技术使用者：中国人民解放军军事科学院国防科技创新研究院
技术研发日：2023.06.05
技术公布日：2023/8/9