一种精细化目标模型受弹面积计算方法技术

本发明专利技术涉及一种精细化目标模型受弹面积计算方法，属于受弹面积计算技术领域，采用传统方法计算受弹面积时，由于将目标模型近似等效为一个柱状结构，与真实目标的受弹面积可能存在较大偏差，且无法有效计算目标在不同投影角度下的受弹面积。为解决上述问题，需建立更为精细的目标三维几何结构模型，但是针对近似等效模型的传统计算方法已不再适用，需寻求适合精细三维模型的受弹面积计算方法。本方案将投影平面离散成N个足够小的正方形区域，以每个正方形区域的中心点构建投影射线，遍历投影射线是否与目标模型相交，统计相交射线条数，并乘以离散化后的单个正方形区域面积即为目标在特定投影角度下的受弹面积。标在特定投影角度下的受弹面积。标在特定投影角度下的受弹面积。

【技术实现步骤摘要】
一种精细化目标模型受弹面积计算方法


[0001]本专利技术属受弹面积计算
，具体涉及一种精细化目标模型受弹面积计算方法。

技术介绍

[0002]采用传统方法计算受弹面积时，由于将目标模型近似等效为一个柱状结构，与真实目标的受弹面积可能存在较大偏差，且无法有效计算目标在不同投影角度下的受弹面积。为解决上述问题，需建立更为精细的目标三维几何结构模型，但是针对近似等效模型的传统计算方法已不再适用，需寻求适合精细三维模型的受弹面积计算方法。
[0003]因此，现阶段需设计一种精细化目标模型受弹面积计算方法，来解决以上问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于提供一种精细化目标模型受弹面积计算方法，用于解决上述现有技术中存在的技术问题，采用传统方法计算受弹面积时，由于将目标模型近似等效为一个柱状结构，与真实目标的受弹面积可能存在较大偏差，且无法有效计算目标在不同投影角度下的受弹面积。为解决上述问题，需建立更为精细的目标三维几何结构模型，但是针对近似等效模型的传统计算方法已不再适用，需寻求适合精细三维模型的受弹面积计算方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术的技术方案是：
[0006]一种精细化目标模型受弹面积计算方法，包括以下步骤：
[0007]S1：建立目标精细化三维面元模型，根据投影角度和投影距离，确定投影平面位置；
[0008]S2：根据目标模型包络半径，在投影平面内选取一块目标区域，确保目标区域能够覆盖目标模型在投影平面上的投影；
[0009]S3：将该目标区域离散化成N个正方形区域组成，分别计算获取N个正方形区域的中心点坐标；
[0010]S4：分别以N个正方形区域中心点坐标为起始点建立投影射线，投影射线方向矢量与投影平面垂直，指向目标模型；
[0011]S5：遍历N条投影射线是否与目标模型相交；对于单条投影射线来说，如果其与目标模型任意三角面元相交，则认为其与目标模型相交；
[0012]S6：统计与目标模型相交的射线条数，相交射线条数乘以离散化后的单个正方形面积即为目标在特定投影角度下的受弹面积。
[0013]进一步的，所述目标区域为正方形区域。
[0014]进一步的，步骤S5中，投影射线与目标模型是否相交的具体判断方法为：
[0015]S501：根据三点确定平面的原则，基于目标模型三角面元的三个顶点计算其构成平面的方程系数；
[0016]S502：对投影射线矢量进行归一化，基于三角面元所在的平面方程系数、射线方向
矢量、射线顶点坐标计算从射线顶点出发以归一化的速度到达目标表面所需时间；
[0017]S503：如果所需时间大于或等于零，则射线与平面相交；否则，射线与平面不相交，返回步骤S501，继续目标模型下一个三角面元判断；
[0018]S504：如果射线与平面相交，计算射线在平面上的交点；判断交点是否在三角面元内部，如果交点在三角面元内部，则认为射线与目标模型相交，退出当前射线判断流程，进入下一条射线判断流程；如果交点不在三角面元内部，则返回步骤S501，继续目标模型下一个三角面元判断。
[0019]进一步的，步骤S1中具体如下：
[0020]建立目标精细化模型，获取目标包络尺寸：长、宽、高，令L
t
表示目标的长、W
t
表示目标的宽、H
t
表示目标的高，满足L
t
≥max(W
t
,H
t
)；目标体坐标系为o
t
x
t
y
t
z
t
，o
t
为目标的中心点，射线与平面o
t
x
t
z
t
的夹角为α，射线在平面o
t
x
t
z
t
的投影与x
t
轴的夹角为β，其中角度α和角度β为输入值；沿着射线方向，在距离o
t
点L
t
处确定投影平面与射线垂直。
[0021]进一步的，步骤S2中具体如下：
[0022]根据目标模型包络半径，在投影平面内选取一块正方形区域，令射线与投影平面的交点o
p
为正方形区域S
p
的中心点；令正方形区域S
p
的边长为a；确保正方形区域能够覆盖目标模型在投影平面的投影，令a＝1.1L
t
。
[0023]进一步的，步骤S3的计算获取N个正方形区域的中心点坐标具体如下：
[0024]建立正方形区域S
p
的坐标系为o
p
x
p
y
p
z
p
，其中x
p
轴与射线重合；具体计算步骤为：
[0025]a)计算点o
p
在坐标系o
t
x
t
y
t
z
t
中的坐标计算公式如式(1)所示；
[0026][0027]b)根据正方形区域S
p
的边长以及N的取值，可以计算出每个小的正方形区域的中心点o
i
,i＝1,2,
…
N2在坐标系o
p
x
p
y
p
z
p
中的坐标根据式(2)可计算出o
i
,i＝1,2,
…
N2在坐标系o
t
x
t
y
t
z
t
中的坐标
[0028][0029]进一步的，步骤S5中射线与目标模型是否相交的具体判断方法为：
[0030]S511、根据三点确定平面的原则，基于目标模型每个三角面元的三个顶点计算其构成平面的方程系数(A
k B
k C
k D
k
)k＝1,2,
…
n，n为目标模型三角面元的个数；
[0031]S512、对投影射线矢量进行归一化处理，得到投影射线方向矢量v
p
，计算公式如式(3)所示；基于三角面元所在的平面方程系数(A
k B
k C
k D
k
)k＝1,2,
…
n、射线方向矢量v
p
、射线顶点坐标计算从射线顶点出发以归一化的速度到达目标表面所需时间，计算公式如式(4)所示；
[0032][0033][0034]S513、如果所需时间t
i
大于等于零，则射线与平面相交；否则，射线与平面不相交，返回步骤S511，继续目标模型下一个三角面元判断；
[0035]S514、如果射线与平面相交，计算射线在平面上的交点坐标计算公式如式(5)所示；判断交点是否在三角面元内本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种精细化目标模型受弹面积计算方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：建立目标精细化三维面元模型，根据投影角度和投影距离，确定投影平面位置；S2：根据目标模型包络半径，在投影平面内选取一块目标区域，确保目标区域能够覆盖目标模型在投影平面上的投影；S3：将该目标区域离散化成N个正方形区域组成，分别计算获取N个正方形区域的中心点坐标；S4：分别以N个正方形区域中心点坐标为起始点建立投影射线，投影射线方向矢量与投影平面垂直，指向目标模型；S5：遍历N条投影射线是否与目标模型相交；对于单条投影射线来说，如果其与目标模型任意三角面元相交，则认为其与目标模型相交；S6：统计与目标模型相交的射线条数，相交射线条数乘以离散化后的单个正方形面积即为目标在特定投影角度下的受弹面积。2.如权利要求1所述的一种精细化目标模型受弹面积计算方法，其特征在于，所述目标区域为正方形区域。3.如权利要求1所述的一种精细化目标模型受弹面积计算方法，其特征在于，步骤S5中，投影射线与目标模型是否相交的具体判断方法为：S501：根据三点确定平面的原则，基于目标模型三角面元的三个顶点计算其构成平面的方程系数；S502：对投影射线矢量进行归一化，基于三角面元所在的平面方程系数、射线方向矢量、射线顶点坐标计算从射线顶点出发以归一化的速度到达目标表面所需时间；S503：如果所需时间大于或等于零，则射线与平面相交；否则，射线与平面不相交，返回步骤S501，继续目标模型下一个三角面元判断；S504：如果射线与平面相交，计算射线在平面上的交点；判断交点是否在三角面元内部，如果交点在三角面元内部，则认为射线与目标模型相交，退出当前射线判断流程，进入下一条射线判断流程；如果交点不在三角面元内部，则返回步骤S501，继续目标模型下一个三角面元判断。4.如权利要求1所述的一种精细化目标模型受弹面积计算方法，其特征在于，步骤S1中具体如下：建立目标精细化模型，获取目标包络尺寸：长、宽、高，令L
t
表示目标的长、W
t
表示目标的宽、H
t
表示目标的高，满足L
t
≥max(W
t
,H
t
)；目标体坐标系为o
t
x
t
y
t
z
t
，o
t
为目标的中心点，射线与平面o
t
x
t
z
t
的夹角为α，射线在平面o
t
x
t
z
t
的投影与x
t
轴的夹角为β，其中角度α和角度β为输入值；沿着射线方向，在距离o
t
点L
t
处确定投影平面与射线垂直。5.如权利要求4所述的一种精细化目标模型受弹面积计算方法，其特征在于，步骤S2中具体如下：根据目标模型包络半径，在投影平面内选取一块正方形区域，令射线与投影平面的交点o
p
为正方形区域S
p
的中心点；令正方形区域S
p
的边长为a；确保正方形区域能够覆盖目标模型在投影平面的投影，令a＝1.1L
t
。
6.如权利要求5所述的一种精细化目标模型受弹面积计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈伟，牛公杰，孙传杰，卢永刚，余春祥，李彤华，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院总体工程研究所，
类型：发明
国别省市：