CN113034665A - 一种基于场景树的仿真建模方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于场景树的仿真建模方法及系统，包括：根据仿真目标获取仿真数据，对仿真数据的数据结构进行初始化，获取仿真数据包括的对象数据及场景数据；根据环境数据及对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。在具有对对象节点一致的访问方法的同时，能有效控制对象节点的开发复杂度，场景树的仿真建模方法将数据集中存放，有利于数据的管理和可视化开发。

Description

一种基于场景树的仿真建模方法及系统

技术领域

本发明涉及仿真建模技术领域，特别涉及一种基于场景树的仿真建模方法及系统。

背景技术

随着计算机仿真建模技术的不断发展，使人们能够直观的获取具有真实感的场景信息，同时也便于人们利用仿真建模技术进行相关数据的准确分析。传统的面向对象的仿真建模方法是将场景中的实体和组件抽象为一个个具有复杂继承关系和属性的对象，当对象的种类和数量不断增大时，对象间的交互和通信变得愈加复杂，因而难以使用和管理。具体的，如图1所示，通过继承机制，可以利用已有的数据类型来定义新的数据类型。所定义的新的数据类型不仅拥有新定义的成员，而且还同时拥有旧的成员。我们称已存在的用来派生新类的类为父类，也就是基类。为了创建和使用F15战斗机这个类型的对象，面向对象的建模方法必须了解各种基类、飞机类、战斗机类以及F15战斗机类的方法和属性，随着类型的增多和继承层次的加深，需要了解的内容随之快速增长，面对巨大的数据量及各个数据之间复杂的相互关系，仿真建模变的更加困难，同时仿真建模完成后的数据不够清晰，不便于用户分析数据。

发明内容

本发明旨在至少一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的第一个目的在于提出一种基于场景树的仿真建模方法，采用面向数据的设计思想，将包括实体和组件在内的场景对象抽象为单一的对象节点，并以树状的结构进行组织，因此不论对象数量如何增长，始终能以一致的方法操作所有对象节点。在具有对对象节点一致的访问方法的同时，能有效控制对象节点的开发复杂度，场景树的仿真建模方法将数据集中存放，有利于数据的管理和可视化开发。另外，基于XML等仿真建模中常用的数据协议同样具有树形结构，因此也较容易实现场景树中的数据与这类格式文件的转换。

本发明的第二个目的在于提出一种基于场景树的仿真建模系统。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于场景树的仿真建模方法，包括：

根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

根据本发明的一些实施例，在根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，还包括对环境数据及对象数据进行数据预处理，包括：

将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

根据本发明的一些实施例，在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，还包括：对场景树进行渲染处理，包括：

遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；

根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；

根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；

根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

根据本发明的一些实施例，还包括对所述拓扑连接关系进行展示，包括：

将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；

分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；

以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

根据本发明的一些实施例，所述计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种基于场景树的仿真建模系统，包括：

获取模块，用于根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

场景树空间索引生成模块，用于根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

拓扑连接建立模块，用于根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

仿真建模模块，用于在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

根据本发明的一些实施例，还包括数据预处理模块，用于场景树空间索引生成模块根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，对环境数据及对象数据进行数据预处理；其中，

所述数据预处理模块，包括：

第一填充子模块，用于将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

实体识别子模块，用于分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

标准化对象数据获取模块，用于对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

第二填充子模块，用于对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

根据本发明的一些实施例，还包括渲染处理模块，用于在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

根据本发明的一些实施例，还包括拓扑连接关系展示模块，用于将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

根据本发明的一些实施例，所述第二填充子模块计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1是现有技术中仿真建模示意图；

图2是根据本发明一个实施例的一种基于场景树的仿真建模方法的流程图；

图3是根据本发明一个实施例的构建的场景树的示意图；

图4是根据本发明一个实施例的一种基于场景树的仿真建模系统的框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参考图2至图4来描述本发明实施例提出的一种基于场景树的仿真建模方法及系统。

如图2所示，本发明第一方面实施例提出了一种基于场景树的仿真建模方法，包括：

根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

上述技术方案的工作原理：根据仿真目标获取仿真数据，根据对仿真数据在仿真过程中调度方式的不同，根据数据结构进行初始化，分为对象数据及场景数据；对象数据在仿真过程中用于生成对象节点；场景数据在仿真过程中，用于生成场景节点。在一场景中，根据所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，实现场景的包围体结构；在场景树中包括一个根节点、多级内部的分枝节点，以及多个末端的叶子节点。根节点和分枝节点负责构建场景树的层次，叶子节点则保存了对象的信息，如对象的名称，对象的类型等。基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；便于划分场景树的空间层次，有利于进行场景树的构建，同时也便于在查询时，获取对象的存储路径。根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。如图3展示的是一棵包含两架战机和一辆车辆的场景树，这里所有对象均为树上不同路径的节点，因此只需了解节点类的通用属性和方法即可访问场景中的所有实体、组件以及他们的属性。假设获取类型为字符串的节点值的方法为getNodeString，则获取飞机1的名称：getNodeString(“/Entities/Entity[1]/name”)，结果为”F15战机1#”。类似的，获取飞机2的类型:getNodeString(“/Entities/Entity[2]/type”)，结果为”F15”。

上述技术方案的有益效果：采用面向数据的设计思想，将包括实体和组件在内的场景对象抽象为单一的对象节点，并以树状的结构进行组织，因此不论对象数量如何增长，始终能以一致的方法操作所有对象节点。在具有对对象节点一致的访问方法的同时，能有效控制对象节点的开发复杂度，场景树的仿真建模方法将数据集中存放，有利于数据的管理和可视化开发。另外，基于XML等仿真建模中常用的数据协议同样具有树形结构，因此也较容易实现场景树中的数据与这类格式文件的转换。

根据本发明的一些实施例，在根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，还包括对环境数据及对象数据进行数据预处理，包括：

将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

上述技术方案的工作原理：在根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，还包括对环境数据及对象数据进行数据预处理，具体包括：将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；实现场景分块与对象数据的相匹配，分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；实体可以是对象数据中包括的飞行器件等；对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；示例的，在系统中存储的术语包括飞机、车辆等；将飞行器件进行术语映射，根据语义相似度，得到标准化对象数据，如飞机等。对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，获取在该场景树中构建所需的相关标准化对象数据，计算标准化对象数据集合的聚类值；获取标准化对象数据之间的聚类关系，根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储，示例的，实体节点可以是飞机节点等，便于获取在飞机节点层次之间的数据的相关信息，有利于场景树的准确构建。

上述技术方案的有益效果：保证通过所述环境数据及所述对象数据构建的场景树的准确性，避免因环境数据或对象数据的不标准产生的误差。

根据本发明的一些实施例，在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，还包括：对场景树进行渲染处理，包括：

遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；

根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；

根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；

根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

上述技术方案的工作原理：在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，还包括：对场景树进行渲染处理，遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

上述技术方案的有益效果：确定场景树的分辨率及更加明确其存储路径，对场景树的构建关系进一步梳理，通过场景树表述的数据关系更加清晰。

根据本发明的一些实施例，还包括对所述拓扑连接关系进行展示，包括：

将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；

分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；

以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

上述技术方案的有益效果：使得通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系更加清晰，便于用户对拓扑连接关系进行修正，使得拓扑连接关系更加准确。

根据本发明的一些实施例，所述计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

上述技术方案的工作原理及有益效果：首先确定标准化对象数据集合的聚类类别，在该聚类类别中分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，计算两者之间的相似度，进而准确计算标准化对象数据集合的聚类值，进而根据预设聚类级别对应表，获取聚类级别，为下一步构建场景树提供大致的框架，有利于提高后期场景树构建的速率及准确性。

如图4所示，本发明第二方面实施例提出了一种基于场景树的仿真建模系统，包括：

获取模块，用于根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

场景树空间索引生成模块，用于根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

拓扑连接建立模块，用于根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

仿真建模模块，用于在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

上述技术方案的工作原理：获取模块根据仿真目标获取仿真数据，根据对仿真数据在仿真过程中调度方式的不同，根据数据结构进行初始化，分为对象数据及场景数据；对象数据在仿真过程中用于生成对象节点；场景数据在仿真过程中，用于生成场景节点。在一场景中，场景树空间索引生成模块根据所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，实现场景的包围体结构；在场景树中包括一个根节点、多级内部的分枝节点，以及多个末端的叶子节点。根节点和分枝节点负责构建场景树的层次，叶子节点则保存了对象的信息，如对象的名称，对象的类型等。基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；便于划分场景树的空间层次，有利于进行场景树的构建，同时也便于在查询时，获取对象的存储路径。拓扑连接建立模块根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；仿真建模模块在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

上述技术方案的有益效果：采用面向数据的设计思想，将包括实体和组件在内的场景对象抽象为单一的对象节点，并以树状的结构进行组织，因此不论对象数量如何增长，始终能以一致的方法操作所有对象节点。在具有对对象节点一致的访问方法的同时，能有效控制对象节点的开发复杂度，场景树的仿真建模方法将数据集中存放，有利于数据的管理和可视化开发。另外，基于XML等仿真建模中常用的数据协议同样具有树形结构，因此也较容易实现场景树中的数据与这类格式文件的转换。

根据本发明的一些实施例，还包括数据预处理模块，用于场景树空间索引生成模块根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，对环境数据及对象数据进行数据预处理；其中，

所述数据预处理模块，包括：

第一填充子模块，用于将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

实体识别子模块，用于分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

标准化对象数据获取模块，用于对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

第二填充子模块，用于对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

上述技术方案的工作原理：在根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，通过数据预处理模块对环境数据及对象数据进行数据预处理，具体包括：第一填充子模块将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；实现场景分块与对象数据的相匹配，实体识别子模块分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；实体可以是对象数据中包括的飞行器件等；标准化对象数据获取模块对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；示例的，在系统中存储的术语包括飞机、车辆等；将飞行器件进行术语映射，根据语义相似度，得到标准化对象数据，如飞机等。第二填充子模块对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，获取在该场景树中构建所需的相关标准化对象数据，计算标准化对象数据集合的聚类值；获取标准化对象数据之间的聚类关系，根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储，示例的，实体节点可以是飞机节点等，便于获取在飞机节点层次之间的数据的相关信息，有利于场景树的准确构建。

上述技术方案的有益效果：保证通过所述环境数据及所述对象数据构建的场景树的准确性，避免因环境数据或对象数据的不标准产生的误差。

根据本发明的一些实施例，还包括渲染处理模块，用于在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

上述技术方案的工作原理：在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，通过渲染处理模块对场景树进行渲染处理，遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

上述技术方案的有益效果：确定场景树的分辨率及更加明确其存储路径，对场景树的构建关系进一步梳理，通过场景树表述的数据关系更加清晰。

根据本发明的一些实施例，还包括拓扑连接关系展示模块，用于将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

上述技术方案的有益效果：使得通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系更加清晰，便于用户对拓扑连接关系进行修正，使得拓扑连接关系更加准确。

根据本发明的一些实施例，所述第二填充子模块计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

上述技术方案的工作原理及有益效果：第二填充子模块计算标准化对象数据集合的聚类值，首先确定标准化对象数据集合的聚类类别，在该聚类类别中分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，计算两者之间的相似度，进而准确计算标准化对象数据集合的聚类值，进而根据预设聚类级别对应表，获取聚类级别，为下一步构建场景树提供大致的框架，有利于提高后期场景树构建的速率及准确性。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，包括：

根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

2.如权利要求1所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，在根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，还包括对环境数据及对象数据进行数据预处理，包括：

将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

3.如权利要求1所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，还包括：对场景树进行渲染处理，包括：

遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；

根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；

根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；

根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

4.如权利要求1所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，还包括对所述拓扑连接关系进行展示，包括：

将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；

分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；

以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

5.如权利要求2所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，所述计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

6.一种基于场景树的仿真建模系统，其特征在于，包括：

获取模块，用于根据仿真目标获取仿真数据，对所述仿真数据的数据结构进行初始化，获取所述仿真数据包括的对象数据及场景数据；

场景树空间索引生成模块，用于根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树，基于场景树空间剖分算法对所构建的场景树进行空间层次剖分，建立场景树空间索引；所述场景树空间索引包括空间索引名称；

拓扑连接建立模块，用于根据场景树空间索引及场景树中一个对象节点所连接的其他对象节点建立对象节点间的拓扑连接；

仿真建模模块，用于在建立拓扑连接关系后，写入各个对象节点的分类信息及属性信息，建立仿真模型。

7.如权利要求6所述的基于场景树的仿真建模系统，其特征在于，还包括数据预处理模块，用于场景树空间索引生成模块根据所述环境数据及所述对象数据的AABB包围盒构建场景树前，对环境数据及对象数据进行数据预处理；其中，

所述数据预处理模块，包括：

第一填充子模块，用于将场景数据根据场景类别划分成多个场景分块，以场景分块为单位，遍历所有场景分块，并将与所述场景分块相对应的对象数据填充至场景分块中；

实体识别子模块，用于分别对场景分块中的对象数据进行实体识别；

标准化对象数据获取模块，用于对识别出的实体进行标准化处理，将所述实体对应的对象数据进行术语映射，得到标准化对象数据；

第二填充子模块，用于对标准化对象数据进行聚类分析，得到标准化对象数据集合，计算标准化对象数据集合的聚类值；根据所述聚类值查询预设聚类级别对应表，获取聚类级别，将所述聚类级别填充至所述实体对应的实体节点进行存储。

8.如权利要求6所述的基于场景树的仿真建模系统，其特征在于，还包括渲染处理模块，用于在写入各个对象节点的分类信息及属性信息后，遍历场景树中各个场景节点，获取各个场景节点的节点层次及渲染属性；根据所述节点层次计算出各个场景节点的权重系数；根据所述权重系数确定对各个场景节点的渲染顺序；根据所述渲染属性及渲染顺序生成对应的渲染指令。

9.如权利要求6所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，还包括拓扑连接关系展示模块，用于将在拓扑连接关系中的初始节点作为目标节点，将与目标节点连接的其他节点作为关联节点；分别计算目标节点与各个关联节点之间的距离值；以目标节点为中心，根据所述距离值绘制各个关联节点，通过目标节点与各个关联节点生成的距离矩阵表征拓扑连接关系。

10.如权利要求7所述的基于场景树的仿真建模方法，其特征在于，所述第二填充子模块计算标准化对象数据集合的聚类值，包括：

确定标准化对象数据集合的聚类类别，分别提取标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的特征词，根据标准化对象数据Q_i的特征词与标准化对象数据Q_j的特征词，计算标准化对象数据Q_i与标准化对象数据Q_j的相似度S(Q_i，Q_j)：

其中，Q_i＝(z_i1，z_i2，...z_iN)，Q_j＝(z_j1，z_j2，...z_jN)，z_iN为在标准化对象数据Q_i中第N个特征词的权重系数；z_jN为在标准化对象数据Q_j中第N个特征词的权重系数；N为标准化对象数据Q_i中特征词的数量，也表示标准化对象数据Q_j中特征词的数量，且标准化对象数据Q_i中特征词的数量与标准化对象数据Q_j中特征词的数量相同；z_im为在标准化对象数据Q_i中第m个特征词的权重系数；z_jm为在标准化对象数据Q_j中第m个特征词的权重系数；

计算标准化对象数据集合的聚类值W:

其中，B为标准化对象数据集合中包括的标准化对象数据的数量。

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