CN111932441B - 用于确定舰面强散射源的方法及装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及舰船雷达技术领域，公开一种用于确定舰面强散射源的方法，包括：根据舰船的三维坐标集的投影，获得舰船的二维投影坐标集；获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集；根据映射数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集；设定强散射源的提取条件，并根据提取条件在映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取；根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散热结构的空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。本申请还公开了一种用于确定舰面强散射源的装置。

Description

用于确定舰面强散射源的方法及装置

技术领域

本申请涉及舰船雷达技术领域，例如涉及一种用于确定舰面强散射源的方法及装置。

背景技术

舰面强散射源是导致水面舰船雷达散射截面(RCS)过大的重要原因，快速准确定位舰面强散射源的位置及形状并开展RCS减缩工作是提升水面舰船雷达波隐身的重要手段。因此，快速确定舰船强散射位置及形状对于舰船雷达波隐身设计及隐身材料应用具有重要意义。

目前，未有一种能够支撑舰船雷达波隐身迭代设计且准确定位舰面强散射源的位置及形状的快速评估方法。

发明内容

为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。

本公开实施例提供了一种用于确定舰面强散射源的方法及装置，以解决确定位舰面强散射源位置及形状的技术问题。

在一些实施例中，所述方法包括：根据舰船的三维坐标集的投影，获得所述舰船的二维投影坐标集；获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与所述二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集；根据所述映射数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集；设定强散射源的提取条件，并根据所述提取条件在所述映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取；根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散热结构的空间位置。

在一些实施例中，所述装置包括处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行上述的用于确定舰面强散射源的方法。

在一些是实施例中，计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述的用于确定舰面强散射源的方法。

本公开实施例提供的用于确定舰面强散射源的方法、装置和计算机存储介质，可以实现以下技术效果：

该方法将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：

图1是本公开实施例提供的一个用于确定舰面强散射源的方法的流程示意图；

图2是本公开实施例提供的另一个用于确定舰面强散射源的方法的流程示意图；

图3是本公开实施例提供的一个用于确定舰面强散射源的装置示意图；

图4是本公开实施例提供的另一个用于确定舰面强散射源的装置示意图。

具体实施方式

为了能够更加详尽地了解本公开实施例的特点与技术内容，下面结合附图对本公开实施例的实现进行详细阐述，所附附图仅供参考说明之用，并非用来限定本公开实施例。在以下的技术描述中，为方便解释起见，通过多个细节以提供对所披露实施例的充分理解。然而，在没有这些细节的情况下，一个或多个实施例仍然可以实施。在其它情况下，为简化附图，熟知的结构和装置可以简化展示。

本公开实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本公开实施例的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

除非另有说明，术语“多个”表示两个或两个以上。

本公开实施例中，字符“/”表示前后对象是一种“或”的关系。例如，A/B表示：A或B。

术语“和/或”是一种描述对象的关联关系，表示可以存在三种关系。例如，A和/或B，表示：A或B，或，A和B这三种关系。

舰面强散射源是导致水面舰船雷达散射截面过大的重要原因，快速准确定位舰面强散射源的位置及形状并开展舰船雷达散射截面减缩工作是提升水面舰船雷达波隐身的重要手段，因此，快速确定舰船强散射位置及形状对于舰船雷达波隐身设计及隐身材料应用具有重要意义。

目前，未有一种能够支撑舰船雷达波隐身迭代设计且准确定位舰面强散射源的位置及形状的快速评估方法。本方案克服现有技术不足，提供了一种利用舰船热点平面数据提取舰船强散射几何形状和空间位置的方法。

结合图1所示，本公开实施例提供一种用于确定舰面强散射源的方法，包括：

步骤S01，根据舰船的三维坐标集的投影，获得所述舰船的二维投影坐标集。

这里，实现了将舰船的三维网格坐标进行投影，得到其二维网格坐标。具体地，通过输入舰船的三维网格模型、方位角度信息等舰船的几何形状和空间位置信息，并根据方位角度对舰船三维网格模型进行投影，获取其二维投影坐标信息。

步骤S02，获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与所述二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集。

这里，平面热点数据集是根据舰船热点数据仿真集合确定的。对准数据集则是根据二维投影坐标集与平面热点数据集的数据坐标进行对准后获得的。

步骤S03，根据所述映射数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集。

映射关系数据集的实质是而二维坐标数据集与三维坐标数据集的映射关系。在步骤S02、S03中，通过将平面热点数据集与对准数据集作为二维数据坐标集的先验信息，实现二维坐标数据集向三维数据的映射。

步骤S04，设定强散射源的提取条件，并根据所述提取条件在所述映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取。这里，设定强散射元的提取条件，是对热点数据的量值进行选择。具体地，通过该提取条件在平面热点数据集中进行提取，根据提取结果，进一步地在映射官员必须数据集中查找到与提取结果相关的三维坐标集，该三维坐标集即为提取的舰船三维坐标。

步骤S05，根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散热结构的空间位置。

通过在映射关系数据集中提取到的与选择后的平面热点数据集相对应的舰船三维坐标，获得其在网格中关联的几何形状及位置，即可确定舰船强散热结构的空间位置。

采用本公开实施例提供的用于确定舰面强散射源的方法，能将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

可选地，所述映射关系是根据三维坐标集与二维投影坐标集的对应关系建立的。通过舰船模型三维网格坐标与投影后的舰船网格二维坐标的对应关系确定该映射关系，并根据该映射关系，将对准数据集外推至平面热点数据与舰船三维坐标数据的映射关系数据集。

可选地，所述提取条件包括：热点数据量值中数值最大的10％。通过设定强散射源提取的门限值，对热点数据进行切割，并利用对映射关系数据集进行舰船三维网格进行筛选。这里，将提取条件设置为设点数据值中数值最大的10％，即提取热点数据中最大的10％区域在网格中的位置。

可选地，所述提取条件包括：热点数据量值中大于0的数值。通过设定强散射源提取的门限值，对热点数据进行切割，并利用对映射关系数据集进行舰船三维网格进行筛选。这里，将提取条件设置为热点数据量值中大于0的数值，即提取热点数据量值中大于0的区域在网格中的位置。在本方案的其他实施例中，也可以将提取条件设置为，热点数据量值中大于a的数值，其中a＞0；这样，可以根据实际需求设置提取条件。

可选地，所述步骤S01还包括：根据所述舰船输入的角度信息，遍历所述舰船的三维坐标集；对所述三维坐标集进行遮挡判断，取所述舰船三维坐标集中未被遮挡的坐标集进行平面投影。通过对三维坐标集进行遮挡判断，以得到投影后更准确的二维坐标集。

可选地，对所述三维坐标集进行遮挡判断，包括：获得入射角度与舰船面元的正向法向量的乘积；当所述乘积的数值小于0时，所述面元的坐标为未被遮挡的坐标；当所述乘积的数值大于0时，所述面元的坐标为被遮挡的坐标。

采用本公开实施例提供的用于确定舰面强散射源的方法，能将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

在实际应用中，如图2所示，该用于确定舰面强散射源的方法，包括：

步骤S11，输入舰船三维网格模型、方位角度信息

步骤S12，根据方位角度进行对舰船三维网格模型进行投影，将结果反馈到S104。

其中，将舰船三维网格坐标进行遮挡判断并平面投影得到投影后舰船网格坐标；根据输入的角度信息，遍历舰船三维网格进行遮挡判断。

假设电磁波的入射方向是面元的正向法向量n；

当照射面元对散射总场有贡献，未被遮挡，将对应的舰船三维网格[x yz]进行平面投影；

当照射面元对散射总场无贡献，被遮挡，不进行投影。

将进行遮挡判断后的舰船三维网格[x y z]进行平面投影，得到如下坐标集：

步骤S13，根据方位角度开展舰船热点数据仿真，得到平面热点数据集{u_i,v_i,P}，将结果反馈到步骤S14。其中，u_i,v_i为坐标，P为量值大小。

步骤S14，将步骤S12、S13的数据坐标进行对准。将热点数据的坐标{u_i,v_i}与在投影后的舰船网格坐标中的{x_r,z_r}进行遍历找到距离最近的点的序号k，组成对准数据集{u_i,v_i,k}。这里，k是一个中间变量，实质上一个k对应一组{x_k,y_k,z_k}

步骤S15，根据校准信息建立舰船三维网格坐标与平面热点数据的映射关系{u_i,v_i,P,x_k,y_k,z_k}。通过步骤S12中舰船模型三维网格坐标与投影后的舰船网格的对应关系，将对准数据集{u_i,v_i,k}外推至平面热点数据与舰船三维网格坐标的映射关系数据集{u_i,v_i,x_k,y_k,z_k}，得到上述的映射关系{u_i,v_i,P,x_k,y_k,z_k}。

步骤S16，根据热点数据量值设计强散射源提取门限。在本方案中，将强散射源提取门限设置为提取热点数据中最大的10％区域在网格中的位置。

步骤S17，根据提取门限，提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，并输出。通过设定强散射源提取的门限值作为提取条件，对热点数据进行切割，并利用对映射关系数据集{u_i,v_i,x_k,y_k,z_k}进行舰船三维网格进行筛选，根据筛选后舰船三维网格坐标，提取出舰船三维模型中对应的几何形状及空间位置，并输出。通过设定强散射源提取的门限值，对热点数据进行切割，并利用对映射关系数据集{u_i,v_i,x_k,y_k,z_k}进行舰船三维网格进行筛选。即，平面热点数据集为{u_i,v_i,P}，设定强散射源提取的门限值后，对热点数据进行切割，实现对P进行选择，然后在平面热点数据集中通过P找到对应的坐标值{u_i,v_i}，进一步在映射关系数据集{u_i,v_i,x_k,y_k,z_k}中通过{u_i,v_i}找到三维坐标值{x_k,y_k,z_k}并提取。即可实现快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

采用本公开实施例提供的用于确定舰面强散射源的方法，能将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

结合图3所示，本公开实施例提供一种用于确定舰面强散射源的装置，包括第一获取模块21、第二获取模块22、第三获取模块23、提取模块24和确定模块25。第一获取模块21被配置为根据舰船的三维坐标集的投影，获得所述舰船的二维投影坐标集；第二获取模块22被配置为获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与所述二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集；第三获取模块23被配置为根据所述对准数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集；提取模块24被配置为设定强散射源的提取条件，并根据所述提取条件在所述映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取；确定模块25被配置为根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散热结构的空间位置。

采用本公开实施例提供的用于确定舰面强散射源的装置，能将舰船三维网格坐标进行平面投影得到舰船二维网格坐标，通过舰船二维网格坐标与当前角度下舰船平面热点数据进行对准，建立三维网格坐标与平面热点数据映射关系，进而根据热点数据的量值大小快速提取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置。可以快速取舰船三维强散射结构几何形状及空间位置，将其应用到舰船隐身的迭代设计中，并且针对特定的边界条件，能够灵活的设定相关准则，满足实际应用的要求。

结合图4所示，本公开实施例提供一种用于确定舰面强散射源的装置，包括处理器(processor)100和存储器(memory)101。可选地，该装置还可以包括通信接口(Communication Interface)102和总线103。其中，处理器100、通信接口102、存储器101可以通过总线103完成相互间的通信。通信接口102可以用于信息传输。处理器100可以调用存储器101中的逻辑指令，以执行上述实施例的用于确定舰面强散射源的方法。

此外，上述的存储器101中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

存储器101作为一种计算机可读存储介质，可用于存储软件程序、计算机可执行程序，如本公开实施例中的方法对应的程序指令/模块。处理器100通过运行存储在存储器101中的程序指令/模块，从而执行功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中用于确定舰面强散射源的方法。

存储器101可包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序；存储数据区可存储根据终端设备的使用所创建的数据等。此外，存储器101可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器。

本公开实施例提供了一种计算机，包含上述的用于确定舰面强散射源的装置。

本公开实施例提供了一种计算机可读存储介质，存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行上述用于确定舰面强散射源的方法。

本公开实施例提供了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述用于确定舰面强散射源的方法。

上述的计算机可读存储介质可以是暂态计算机可读存储介质，也可以是非暂态计算机可读存储介质。

本公开实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括一个或多个指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本公开实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质可以是非暂态存储介质，包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等多种可以存储程序代码的介质，也可以是暂态存储介质。

以上描述和附图充分地示出了本公开的实施例，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施例可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的部件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施例的部分和特征可以被包括在或替换其他实施例的部分和特征。而且，本申请中使用的用词仅用于描述实施例并且不用于限制权利要求。如在实施例以及权利要求的描述中使用的，除非上下文清楚地表明，否则单数形式的“一个”(a)、“一个”(an)和“所述”(the)旨在同样包括复数形式。类似地，如在本申请中所使用的术语“和/或”是指包含一个或一个以上相关联的列出的任何以及所有可能的组合。另外，当用于本申请中时，术语“包括”(comprise)及其变型“包括”(comprises)和/或包括(comprising)等指陈述的特征、整体、步骤、操作、元素，和/或组件的存在，但不排除一个或一个以上其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或这些的分组的存在或添加。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法或者设备中还存在另外的相同要素。本文中，每个实施例重点说明的可以是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分可以互相参见。对于实施例公开的方法、产品等而言，如果其与实施例公开的方法部分相对应，那么相关之处可以参见方法部分的描述。

本领域技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，可以取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。所述技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法以实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本公开实施例的范围。所述技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

本文所披露的实施例中，所揭露的方法、产品(包括但不限于装置、设备等)，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，可以仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例。另外，在本公开实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

附图中的流程图和框图显示了根据本公开实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。在附图中的流程图和框图所对应的描述中，不同的方框所对应的操作或步骤也可以以不同于描述中所披露的顺序发生，有时不同的操作或步骤之间不存在特定的顺序。例如，两个连续的操作或步骤实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这可以依所涉及的功能而定。框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

Claims (8)

1.一种用于确定舰面强散射源的方法，其特征在于，包括：

根据舰船的三维坐标集的投影，获得所述舰船的二维投影坐标集；

获取当前角度下舰船的平面热点数据集，与所述二维投影坐标集进行对准，获得对准数据集；

根据所述对准数据集与三维坐标集的映射关系，获得映射关系数据集；

设定强散射源的提取条件，并根据所述提取条件在所述映射关系数据集中进行舰船三维坐标提取；

根据提取的舰船三维坐标，确定舰船强散热结构的空间位置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述映射关系是根据三维坐标集与二维投影坐标集的对应关系建立的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取条件包括：热点数据量值中数值最大的10％。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述提取条件包括：热点数据量值中大于0的数值。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

根据所述舰船输入的角度信息，遍历所述舰船的三维坐标集；

对所述三维坐标集进行遮挡判断，取所述舰船三维坐标集中未被遮挡的坐标集进行平面投影。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述三维坐标集进行遮挡判断，包括：

获得入射角度与舰船面元的正向法向量的乘积；

当所述乘积的数值小于0时，所述面元的坐标为未被遮挡的坐标；

当所述乘积的数值大于0时，所述面元的坐标为被遮挡的坐标。

7.一种用于确定舰面强散射源的装置，包括处理器和存储有程序指令的存储器，其特征在于，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行如权利要求1至6任一项所述的用于确定舰面强散射源的方法。

8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，所述计算机可执行指令设置为执行如权利要求1至6任一项所述的用于确定舰面强散射源的方法。