[发明专利]一种三维场景中随机运动目标的跟踪控制方法及装置

权利要求书

1.一种三维场景中随机运动目标的跟踪控制方法，其特征在于，所述方法具体包括如下步骤：

步骤1，建立坐标系，在系统0时刻，初始化视场、视点的位置及视线方向；

步骤2，令时间步长为τ，根据不同时刻t＝kτ,k＝1,2,…的目标位置Target(t)信息，计算t时刻视点视线方向与X轴的夹角

步骤3，计算t时刻视点与观察目标在X-Y平面上的距离Distance(t)，通过Distance(t)值判断观察目标是否在远离视点，以此确定t时刻视点的X轴坐标Px(t)、Y轴坐标Py(t)、Z轴坐标Pz(t)；

步骤4，若判断从(Px(t),Py(t))点沿方向到(Tx(t),Ty(t))点之间的直线L上是否存在障碍物，所述根据障碍物高度调整视点的Z轴坐标Pz(t)。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在系统0时刻，视点视线方向与Z轴垂直，与X轴的夹角为其中观察目标位置为Target(0)＝(Tx(0),Ty(0),Tz(0))，敌方目标的位置为Enemy(0)＝(Ex(0),Ey(0),Ez(0))；

所述视点初始位置为P(0)＝(Px(0),Py(0),Pz(0))：

Pz(0)＝Tz(0)+h

其中，Distance(0)为视点与观察目标在X-Y平面上的初始距离，h为视点Z坐标与观察目标的Z坐标差值。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算t时刻视点视线方向与X轴的夹角具体包括：其中在t时刻，视点位置P(t)＝(Px(t),Py(t),Pz(t))，观察目标位置为T(t)＝(Tx(t),Ty(t),Tz(t))。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定t时刻视点的X轴坐标Px(t)、Y轴坐标Py(t)、Z轴坐标Pz(t)具体包括：

计算t时刻视点与观察目标在X-Y平面上的距离Distance(t)：

若Distance(t)>20，则判断观察目标正在远离视点，令Distance(t)＝20，根据公式(5)更新视点的X轴坐标Px(t)和Y轴坐标Py(t)，

若Distance(t)≤5，则判断观察目标正在靠近视点，令Distance(t)＝5，按照公式(5)更新Px(t)和Py(t)：

若5<Distance(t)≤20，则保持视点位置不变，

计算视点的Z轴坐标Pz(t)：

Pz(t)＝Tz(t)+h。

5.如权利要求1或4所述的方法，其特征在于，所述判断从(Px(t),Py(t))点沿方向到(Tx(t),Ty(t))点之间的直线L上是否存在障碍物包括：读取障碍物位置及尺寸信息，判断在直线L上是否存在障碍物，如果存在，则记录障碍物的高度，并更新视点的Z轴新坐标Pz′(t)，如果不存在，则保持Pz(t)不变。

6.一种三维场景中随机运动目标的跟踪控制装置，其特征在于，所述装置包括：

初始化模块，建立坐标系，在系统0时刻，初始化视场、视点的位置及视线方向；

视向计算模块，令时间步长为τ，根据不同时刻t＝kτ,k＝1,2,…的目标位置Target(t)信息，计算t时刻视点视线方向与X轴的夹角

坐标计算模块，计算t时刻视点与观察目标在X-Y平面上的距离Distance(t)，通过Distance(t)值判断观察目标是否在远离视点，确定t时刻视点的X轴坐标Px(t)、Y轴坐标Py(t)、Z轴坐标Pz(t)；

障碍物判断模块，若判断从(Px(t),Py(t))点沿方向到(Tx(t),Ty(t))点之间的直线L上是否存在障碍物，根据障碍物高度调整视点的Z轴坐标Pz(t)。