一种基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
一种基于OSG与知识图谱的三维战场态势仿真方法


[0001]本专利技术涉及一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，属于通信

。

技术介绍

[0002]现代战争已经发展成为在陆
、
海
、
空
、
电磁等复杂条件下的综合作战
。
随着作战范围的不断扩大，作战装备
、
作战方式
、
作战信息的多样化，使作战形势发生了复杂而迅速的变化
。
指挥员应及时掌握整个战场准确
、
全面的信息，从而了解敌我形势
。
因此，在现代指挥作战中，有必要为指挥官和战斗人员提供动态
、
实时的战场态势信息
。
[0003]过去的三维战场态势仿真方法在使用计算机图形学和军事仿真技术方面取得了一定的成果
。
然而，这些方法在对战场要素的关联和语义表示方面存在一些局限性
。
传统的战场模型往往是基于几何形状和物理属性的，缺乏对实体之间关系和语义信息的明确表示
。
这导致了战场模型的表达能力有限，难以进行深入的分析和推理
。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的在于针对上述现有技术的缺陷和不足，提出了一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，该方法引入了两个关键技术：
OSG
和知识图谱
。OSG
作为一个开源的三维图形引擎，提供了强大的图形渲染和场景管理功能，能够高效地呈现三维战场模型
。
通过使用
OSG
，我们能够创建逼真的战场环境，包括地形
、
建筑
、
装备和人员等要素的三维模型化和可视化
。
本专利技术使用
osgEarth
生成高质量的地球模型，并加载战场环境的数字高程模型和数字正射影像图，构建准确真实的三维数字地形模型
。
采用动态加载技术，根据当前视域显示的场景元素，预测下一步可能加载的元素，并进行数据的预加载和卸载处理，控制内存占用，确保不影响场景浏览
。
从装备数据库导入战场模型单位文件，将其作为
gnode
节点添加到场景树
groot
中，设置位置
、
标识和动画回调，丰富观察视角
。
构建通信协议，解析指令，计算移动轨迹和处理攻击逻辑，模拟战场动作和交互，更新战场状态和单位行为
。
利用
Neo4j API
与
Neo4j
客户端通信，将
OSG
实体与知识图谱中的节点相关联，建立战场的知识图谱，维护战场态势的完整性和准确性
。
最后利用改进的
RGCN
图神经网络算法进行实体分类补全知识图谱，并能够很好地挖掘潜在的实体关系
。
[0005]知识图谱作为一种用于表示和组织知识的图结构，为战场要素的关联和语义表示提供了一种有效的方式
。
我们将战场要素以实体的形式表示，并使用知识图谱来描述它们之间的关系和语义信息，引入
RGCN
网络挖掘潜在实体关系
。
通过将战场要素与知识图谱进行关联，我们能够更好地理解和推理战场中各个要素之间的关系包括时空活动规律，战场装备知识，战场单位指挥关系，战斗事件关系等，实现对战场态势的全面模拟和分析
。
[0006]本专利技术解决其技术问题所采取的技术方案是：一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，该方法包括如下步骤：
[0007]步骤1：利用
OsgEarth
生成高质量的地球模型，然后加载战场环境的数字高程模型
(DEM)
和数字正射影响图
(DOM)
，构建战场环境的三维数字地形模型，并模拟雨雪等天气，确保战场环境的准确性和真实性
。
采用动态加载技术，将数据分页，在显示当前视域中的场景元素时，预判下一步可能在载入的元素，以及短时间内不会被看到的对象，做出数据的预加载和卸载处理，确保内存占用不会过大，并且不会影响场景浏览
。
[0008]步骤2：将装备数据库中的战场模型单位
.ive
文件导入为
gnode
节点，设置单位的地理位置
[lon,let,z](
分别表示经度
、
纬度
、
高程
)、
标识文本
(label)、
动画回调
(
包括打击动画
、
击毁动画
、
雷达动画等等
)
，添加到场景树
groot
中
。
添加多个观察视点
ViewerPoint
，丰富观察视角，从多个角度观察战场态势
。
[0009]步骤3：监听网络端口或读取文件，解析收到的指令
。
根据指令的类型和参数，计算移动轨迹或处理攻击逻辑，以模拟战场中的动作和交互，更新战场的状态和单位行为
。
[0010]步骤4：利用
neo4j api
与
neo4j
客户端建立通信，将
osg
实体与知识图谱中的节点相关联，建立战场知识图谱
。
[0011]步骤5：入基于
RGCN
的图神经网络算法，经过预训练后对我们的知识图谱进行实体分类和关系预测，挖掘潜在战场信息
。
[0012]有益效果：
[0013]1、
本专利技术采用动态加载技术，根据当前视域显示的场景元素，预测下一步可能加载的元素，并进行数据的预加载和卸载处理，控制内存占用，确保不影响场景浏览
。
[0014]2、
本专利技术利用
Neo4j API
与
Neo4j
客户端通信，将
OSG
实体与知识图谱中的节点相关联，建立战场的知识图谱，维护战场态势的完整性和准确性
。
最后利用改进的
RGCN
图神经网络算法进行实体分类补全知识图谱，并能够很好地挖掘潜在的实体关系
。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的生成战场环境示意图
。
[0016]图2为本专利技术的轨迹示意图
。
具体实施方式
[0017]为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，下面将对专利技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些样例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图
。
[0018本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1：利用
OsgEarth
生成高质量的地球模型，然后加载战场环境的数字高程模型
(DEM)
和数字正射影响图
(DOM)
，构建战场环境的三维数字地形模型，并模拟雨雪等天气，确保战场环境的准确性和真实性，采用动态加载技术，将数据分页，在显示当前视域中的场景元素时，预判下一步可能在载入的元素，以及短时间内不会被看到的对象，做出数据的预加载和卸载处理，确保内存占用不会过大，并且不会影响场景浏览；步骤2：将装备数据库中的战场模型单位
.ive
文件导入为
gnode
节点，设置单位的地理位置
[lon,let,z](
分别表示经度
、
纬度
、
高程
)、
标识文本
(label)、
动画回调
(
包括打击动画
、
击毁动画
、
雷达动画
)
，添加到场景树
groot
中，添加多个观察视点
ViewerPoint
，丰富观察视角，从多个角度观察战场态势；步骤3：监听网络端口或读取文件，解析收到的指令，根据指令的类型和参数，计算移动轨迹或处理攻击逻辑，以模拟战场中的动作和交互，更新战场的状态和单位行为；步骤4：利用
neo4j api
与
neo4j
客户端建立通信，将
osg
实体与知识图谱中的节点相关联，建立战场知识图谱；步骤5：入基于
RGCN
的图神经网络算法，经过预训练后对我们的知识图谱进行实体分类和关系预测，挖掘潜在战场信息
。2.
根据权利要求1所述的一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，其特征在于，在步骤1使用分页技术，在视景器每一帧执行到更新遍历函数
updateTraversal
时，把一段时间内始终不在当前画面中的场景子树去除，然后才将新的场景子树载入，将大型场景划分为小的页面，在需要时才加载和卸载，以提高
3D
仿真整体的运行速度，具体步骤包括：步骤1‑1：删除过期的场景数据：过期数据指的时那些长时间没有出于用户视域内，有理由认为它不会立刻出现的场景元素，场景的更新遍历函数负责将检索到的过期对象收集并送入对应的过期对象列表，在数据线程中统一删除；步骤1‑2：获取新的数据加载请求：请求加载的可能是新的数据信息，也可能是已有的数据场景，或者本地文件，需要在数据线程中加以判断；步骤1‑3：将加载的数据合并至场景图形：将读入的数据保存在一个列表中，由仿真循环负责获取和执行合并新节点的操作
。3.
根据权利要求1所述的一种基于
OSG
与知识图谱的三维战场态势仿真方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤2‑1：使用
3DS Max
专业建模软件创建三维模型，再通过
OsgExp
工具将其转换为
OSG
支持的
.ive
或
.osg
格式，将模型导入后，再设置指定坐标点
、
文本标识是
OsgEarth
的基本操作；步骤2‑2：
OSG
通过每帧的更新动态显示场景情况，用户通过回调与场景图形进行交互，在场景图形的每次遍历中，如果遇到的节点与用户定义...

【专利技术属性】
技术研发人员：武笑笑，李昂，倪守祥，李沛林，陈亚男，芦薇，纪红宇，周亮，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：