[发明专利]一种声波照射随机起伏界面时的面元遮挡判断方法

说明书

本发明提供的是一种声波照射随机起伏界面时的面元遮挡判断方法。包括将随机起伏界面投影到观测平面，并得到观测平面边长分别为L_x和L_y；设置观测平面像素分辨率N_pix；利用Z‑buffer算法以像素为单位将各个面元离散化，计算得到每个面元的遮挡率Q_M；设置面元遮挡判断阈值Q，根据遮挡率Q_M和阈值Q的大小关系进行面元遮挡判断。本发明通过计算面元遮挡率判断面元是否被遮挡，避免了进行面元搜索判断的过程，减小了计算量。

技术领域

本发明涉及的是一种水下目标检测方法，具体地说是一种对未被声波照射到的面元进行遮挡判断的方法。

背景技术

对面元的遮挡判断是利用物理声学方法计算随机起伏界面散射声场问题时的关键技术之一，通过判断面元的遮挡关系，剔除掉对散射声场没有贡献的面元。传统的方法是进行遍历搜索，判断每一个面元之间是否相互遮挡，存在计算量较大、效率低的问题。拓扑踪迹方法(杨涛，陈玉林，飞机发动机复杂腔体遮挡算法研究，雷达科学与技术，2013，第11卷第2期)和面元分组方法(姬金祖，刘站合，基于面元分组的电磁遮挡算法及其优化，北京航空航天大学学报，2009，第35卷第4期)等方法研究了遮挡面元的快速搜索方法，但都是解决规则形状目标的遮挡问题。“一种声波照射随机起伏界面时的遮挡面元快速搜索方法”(CN2015101409180)中通过减小搜索区域的方法降低了计算量，相对于遍历搜索提高了效率，但其仍需进行面元搜索。

发明内容

本发明的目的在于提供一种逻辑简单、计算量小的声波照射随机起伏界面时的面元遮挡判断方法。

本发明的目的是这样实现的：

(1)、导入已进行三角面元划分的随机起伏界面的N个面元节点信息和声波入射方向；

(2)、根据声波入射方向，将随机起伏界面投影到观测平面，观测平面边长分别为L_x和L_y；

(3)、设置观测平面像素分辨率N_pix，令N_pix≥2L_max/l，其中L_max是L_x和L_y中的最大值，l为面元边长；

(4)、利用Z-buffer算法以像素为单位将各个面元离散化，记录每个面元上无遮挡显示的像素数M₀，并计算得到每个面元正常显示的像素数M₁，记为面元遮挡率；

(5)、设置面元遮挡判断阈值Q，如果Q_M＞Q，则判断面元未被遮挡；反之，判断为被遮挡。

(6)、对所有面元进行步骤5的判断，删除掉所有被遮挡的面元，即完成了声波照射时的面元遮挡判断。

本发明还可以包括：

1、所述观测平面完全包含随机起伏界面的投影面。

2、Q的取值范围为(0,1)。

本发明针对随机起伏界面的面元遮挡问题，提供了一种不需进行面元搜索，通过计算面元遮挡率对声波照射随机起伏界面时的遮挡面元进行判断的方法，避免了现有方法对面元进行搜索判断的过程，相比于现有搜索判断遮挡的方法，本发明具有以下优点：

1、利用Z-buffer算法只需计算面元上的像素数，通过计算面元遮挡率对面元进行遮挡判断，从而避免了面元搜索判断的过程，减小了计算量；

2、方法逻辑简单，易于程序实现。

附图说明

图1是已进行三角面元划分的随机起伏界面。

图2是直角坐标系中方位角与俯仰角。