[发明专利]三维雷达体的布尔融合方法

说明书

本发明公开了一种三维雷达体的布尔融合方法。使用本发明能够完整稳定高效地进行雷达体融合。利用本发明的方法可以快速判断三维点是否在三维雷达体的内部，快速判断三维多边形是否在三维雷达体的内部和外部，在以上基础上结合提出的保留与丢弃原则、融合计算的流程、GPU加速计算，在粗粒度与细粒度上进行碰撞检测，大量过滤掉无需计算的多边形或多边形节点减少计算量，极大地提高了计算效率。

技术领域

本发明涉及军事地理信息系统技术领域，具体涉及一种三维雷达体的布尔融合方法，可用于三维雷达探测范围的整体建模显示、雷达探测范围与地形的整体建模显示、多部雷达与探测目标的位置关系判断、根据条件与需求计算多部雷达的部署位置。

背景技术

随着智能化时代的来临，在未来战场中的决策需要计算机辅助做出更加智能化的分析来应对瞬息万变的战场环境。稳定高效的三维雷达体的布尔融合在诸多应用中有着非常重要的意义。例如：根据雷达探测范围的三维叠加计算与显示，辅助我军做出决策；根据雷达探测范围的三维叠加计算与显示，分析如何部署有限部雷达可以覆盖整个三维空间的战场；根据雷达的探测范围的叠加计算与显示，分析我军多点打击敌方的火力交叉范围；根据雷达的探测范围与敌方多点空间威胁范围的叠加计算与显示，辅助我军做出防御部署；根据水下雷达探测的危险区域的叠加计算与显示，规划合理的潜艇航行路线；根据雷达探测范围与地形起伏范围的叠加计算与显示，构建出雷达探测范围与地形融合的空间区域等等。

以上军事领域所面临的问题都急需去解决，基础在于必须研究出一套完整稳定高效的三维雷达体的布尔融合方法，在此基础上结合军事需求，运用该基础科学做出智能化分析与决策。目前开源的代码如OCC不适合地理信息的三维雷达体布尔运算，1、代码十分庞大，很难进一步优化；2、结构体过于复杂，把地理信息的数据传入其结构才能进行计算，这个构造过程效率很低；3、对于地理信息的大数据量的计算，OCC效率较差。综上所述，一套成熟与完整的三维雷达体的布尔融合方法是一个非常有实际意义的研究课题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种三维雷达体的布尔融合方法，能够完整稳定高效地进行雷达体融合。

本发明的三维雷达体的布尔融合方法，对三维雷达体3dp1和3dp2进行指定的交、并或差的融合方式进行融合，生成三维雷达体3dresult；初始时，3dresult为空集；包括如下步骤：

步骤1，根据指定融合方式所对应的三维多边形丢弃原则，在三维中过滤掉3dp1、3dp2需要舍弃的三维多边形，得到3dp1′、3dp2′；

其中，设两个待融合的雷达体T1和T2的多边形集合分别为P1和P2，则：

A)交保留与多边形丢弃原则：P1在T2内部的保留、外部的丢弃，P2在T1内部的保留、外部的丢弃；

B)并保留与多边形丢弃原则：P1在T2内部的丢弃、外部的保留，P2在T1内部的丢弃、外部的保留；

C)T1–T2差保留与多边形丢弃原则：P1在T2内部的丢弃、外部的保留，P2在T1内部的保留、外部的丢弃；

步骤2、将3dp1′、3dp2′投影到同一个二维投影平面上，在所述二维投影平面上根据三维多边形保留原则，提取出需要保留的三维多边形；将提取的三维多边形加入到3dresult，并在3dp1′、3dp2′中去掉，得到3dp1″、3dp2″；

步骤3、将3dp1″、3dp2″中的多边形转化为参数式表达，然后采用高斯列主元消去法获得3dp1″、3dp2″中任意两个三维多边形的相交点；

步骤4、在三维中提取出3dp1″、3dp2″无交点且需要保留的三维多边形加入到3dresult，并在3dp1″、3dp2″中去掉，得到3dp1″′、3dp2″′；