CN116155814B - 一种数字战场信息控制系统及传输方法、补偿方法 - Google Patents
一种数字战场信息控制系统及传输方法、补偿方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及运动仿真技术领域，具体而言，涉及一种数字战场信息控制系统及传输方法、补偿方法，本发明的方案主要包括获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息，当信息为一类信息时，将所有信息全部转发至对应客户端；当信息为二类信息时，选择部分信息转发至对应客户端。通过该种传输控制方法，可以有选择性的对信息进行传输，而不是所有信息全部发送至客户端而造成物理网络带宽的拥堵，导致仿真无法进行。通过对信息的筛选，能够在客户端有效的获取到信息的同时，较大程度的降低发送频率，降低对物理网络带宽的压力，使运动仿真能够正常运行。
Description
技术领域
本发明涉及运动仿真技术领域，具体而言，涉及一种数字战场信息控制系统及传输方法、补偿方法。
背景技术
分布式运动仿真是指将运动仿真任务分发给多台计算机进行同时处理，以提高仿真速度和精度的一种技术。这种技术通常用于需要处理大规模、复杂度高的仿真任务，如飞机、汽车、船舶等运动系统的仿真。在分布式运动仿真中，各个计算机之间通过网络进行通信和协作，由一个中央控制节点负责任务的分配和结果的汇总。通过分布式运动仿真，可以有效地提高仿真计算的效率和准确性。
通过网络进行分布式运动仿真过程中，所有客户端都需要通过网络得知其余客户端的仿真结果；任意客户端仿真对象的位置更新需要通知到其余所有客户端；随着仿真规模的增长，数据传输量呈爆炸式增长，当超过物理网络带宽时就会导致仿真无法正常进行。
发明内容
本发明的目的是提供一种数字战场信息控制系统及传输方法、补偿方法，来解决现有技术中任意客户端仿真对象的位置更新需要通知到其余所有客户端，造成物理网络带宽拥挤无法工作的问题。
本发明的实施例通过以下技术方案实现：
第一方面，本发明提供的一种数字战场信息传输方法，包括；
获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
当信息为一类信息时，所述一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
当信息为二类信息时，所述二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端。
进一步的，所述可降频发送的信息包括位置信息，根据位置信息所处的可视范围来判断该信息是否转发至对应客户端。
进一步的，所述可视范围包括位置信息位于可视范围内和超出可视范围，位于可视范围内的位置信息全部转发至对应客户端，位于超出可视范围的位置信息进行降频发送。
进一步的，所述位于超出可视范围的位置信息进行降频发送包括；
划分超出可视范围的等级，超出可视范围越多等级越高，对应发送频率越低。
进一步的，所述超出可视范围的等级包括第一级、第二级和第三级，并设置可视范围对应倍数的第一预设值和第二预设值，第一预设值小于第二预设值；
所述第一级为位置信息位于超出可视范围且在第一预设值内，信息的发送频率降低至二分之一；
所述第二级为位置信息位于第一预设值至第二预设值内，信息的发送频率降低至三分之一；
所述第三级为位置信息位于第二预设值外，信息的发送频率降低至十分之一。
进一步的，所述可降频发送的信息还包括只影响视觉效果的信息，所述只影响视觉效果的信息仅发送于可见范围内的客户端。
第二方面，本发明还提供了一种数字战场信息的失真补偿方法，包括上述的一种数字战场信息传输方法；
通过推算获得目标的第一位置，通过客户端获取目标的第二位置；
若第一位置与第二位置产生误差，则将第一位置与第二位置之间的位置差均分成若干份；
在后的每一步仿真均对其中一份误差进行修正补偿；
当修正补偿中途收到新的第二位置时，则重新计算第一位置与第二位置和每一步的所要修正的误差，然后重复上述步骤。
第三方面，本发明提供的一种数字战场信息控制系统，包括；
采集模块，被配置为获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
第一处理模块，被配置为获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
第二处理模块，被配置为当信息为一类信息时，所述一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
第三处理模块，被配置为当信息为二类信息时，所述二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端。
客户端模块，所述客户端模块用于接收处理模块所发送的数据信息。
第四方面，本发明提供的一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的一种数字战场信息的失真补偿方法。
第五方面，本发明提供的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的一种数字战场信息的失真补偿方法。
本发明实施例的技术方案至少具有如下优点和有益效果：
1.本发明的方案主要包括获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息，当信息为一类信息时，将所有信息全部转发至对应客户端；当信息为二类信息时，选择部分信息转发至对应客户端。通过该种传输控制方法，可以有选择性的对信息进行传输，而不是所有信息全部发送至客户端而造成物理网络带宽的拥堵，导致仿真无法进行。通过对信息的筛选，能够在客户端有效的获取到信息的同时，较大程度的降低发送频率，降低对物理网络带宽的压力，使运动仿真能够正常运行。
2. 本发明还提供的失真补偿方法，在降低发送频率后，会发生位置信息失真的情况，通过对第一位置与第二位置之间的位置差均分成若干份，在后的每一步仿真均对其中一份误差进行修正补偿，来尽可能的消除该种误差，使结果更加准确。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施例一的流程示意图；
图2为本发明实施例二的流程示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“一类、二类”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。在本申请中出现的对步骤进行的命名或者编号,并不意味着必须按照命名或者编号所指示的时间/逻辑先后顺序执行方法流程中的步骤,已经命名或者编号的流程步骤可以根据要实现的技术目的变更执行次序，只要能达到相同或者相类似的技术效果即可。
本申请中所出现的模块的划分，是一种逻辑上的划分,实际应用中实现时可以有另外的划分方式,例如多个模块可以结合成或集成在另一个系统中,或一些特征可以忽略,或不执行。
实施例一
请参照图1，本发明提供的一种数字战场信息传输方法。
本方案基于通过网络进行分布式运动仿真，以数字战场为基础，数字战场是指利用数字技术和网络空间的优势，在现代战争中进行信息化作战的战斗形态。数字战场可以使战争更加精确、高效、快速，同时也可以提高决策者的信息获取和情报分析能力，进而提高作战指挥的水平。数字战场的特点包括信息化程度高、信息处理速度快、作战指挥灵活、作战效果显著等。数字战场已成为现代战争中不可或缺的一部分。
具体包括以下步骤；
S101：获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
在本实施例中关于信息发送至客户端均由数字战场进行发送，数字战场在本实施例中可理解为位置更新的中继者，数字战场自身持有所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新。
S102：获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
S103：当信息为一类信息时，一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
在运动仿真中，对于必要信息需要全部转发至对应客户端，该必要信息可以用于多种类别，本实施例例举了部分必要的或者重要的信息，如，运动状态信息：包括物体的位置、速度、加速度等状态参数；环境信息：包括地形、障碍物、气象条件等环境因素；动力学参数：包括物体的质量、惯性、弹性等参数；控制信息：包括物体的控制指令、控制响应等信息；感知信息：包括物体的传感器信息、感知器官状态等信息；交互信息：包括物体之间的交互信息，例如碰撞、摩擦等。本实施例例举的上述信息仅作为参考，并不局限于上述若干类信息，对于分布式运动仿真不可或缺的或者重要的信息，均可作为本发明中的一类信息。
S104：当信息为二类信息时，二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端。
接收到的信息为二类信息时，该类信息可以选择部分进行发送，降低该类信息发送的频率，缓解物理网络带宽的压力，至于二类信息的具体内容，在下文进行详细描述。
采用本发明的所提供的方法，主要包括获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息，当信息为一类信息时，将所有信息全部转发至对应客户端；当信息为二类信息时，选择部分信息转发至对应客户端。通过该种传输控制方法，可以有选择性的对信息进行传输，而不是所有信息全部发送至客户端而造成物理网络带宽的拥堵，导致仿真无法进行。通过对信息的筛选，能够在客户端有效的获取到信息的同时，较大程度的降低发送频率，降低对物理网络带宽的压力，使运动仿真能够正常运行。
关于二类信息为可降频信息更具体的是，可降频信息包括位置信息，根据位置信息所处的可视范围来判断该信息是否转发至对应客户端。
可视范围一般就分为，在可视范围内或者在可视范围外，根据获得的位置信息是在哪个区域，进行进一步的判断，如果该位置信息是在可视范围内，则将位置信息全部发送至对应的客户端，如果该位置信息不在可视范围内，则进行降低频率发送。
本实施例中，对可视范围外的范围进行进一步的划分，位于超出可视范围的位置信息进行降频发送包括；划分超出可视范围的等级，超出可视范围越多等级越高，对应发送频率越低。
关于上述的等级划分，本实施例例举出了一种可能的实施方式，超出可视范围的等级包括第一级、第二级和第三级，并设置可视范围对应倍数的第一预设值和第二预设值，第一预设值小于第二预设值；
第一级为位置信息位于超出可视范围且在第一预设值内，信息的发送频率降低至二分之一；
第二级为位置信息位于第一预设值至第二预设值内，信息的发送频率降低至三分之一；
第三级为位置信息位于第二预设值外，信息的发送频率降低至十分之一。
在本实施例中，可视范围为100%，在可视范围100%内的时候，均正常发送，第一预设值可以为可视范围的150%，第二预设值可以为可视范围的300%，可理解的为，当这个位置信息在可视范围至可视范围150%之间的时候，信息发送频率由本来为每次都发送，转换成，每收集两次，发送一次信号至客户端；当这个位置信息在可视范围的150%至300%之间的时候，信息发送频率由本来为每次都发送，转换成，每收集三次，发送一次信号至客户端；当这个位置信息在超过300%的时候，信息发送频率由本来为每次都发送，转换成，每收集十次，发送一次信号至客户端。
当然该等级划分不仅局限于上述所陈述的内容，可以有若干个等级，若干种发送方式，本实施例不做限制。
此外，本实施例还提供了另一种可降频信息，包括只影响视觉效果的信息，只影响视觉效果的信息仅发送于可见范围内的客户端，超出可见范围的客户端由于都无法有效的看到具有视觉效果的信息，则无需此类信息。
实施例二
请参照图2，在实施例一的基础之上，由于降低频率会导致的对象位置显示失真，当经过一段时间推算后客户端收到了物体的准确位置时，如果直接将物体的位置设置为准确位置会出现物体位置突然从A点跳到B点，这样导致仿真结果呈现不真实，无法满足要求，采用运动平滑算法解决此问题。所以本发明还提供了一种数字战场信息的失真补偿方法，包括上述的一种数字战场信息传输方法；
S201:通过推算获得目标的第一位置，通过客户端获取目标的第二位置；
关于位置推算，作出如下解释，物体运动属性包含物体位置，速度，加速度；已知每步仿真的时间长度，当时间长度足够小时，可认为物体运动近似匀加速直线运动，利用运动学公式可计算得到推算的位置以及速度。
S202:若第一位置与第二位置产生误差，则将第一位置与第二位置之间的位置差均分成若干份；
S203:在后的每一步仿真均对其中一份误差进行修正补偿；
该修正补偿不限于传感器误差补偿：通过对传感器误差进行建模并进行校正；动力学参数误差补偿：通过对物体动力学参数进行修正；环境误差补偿：通过对环境因素进行建模并进行校正，等其他补偿方式。
S204:当修正补偿中途收到新的第二位置时，则重新计算第一位置与第二位置和每一步的所要修正的误差，然后重复上述步骤。
具体的，假设推算位置为A,此时收到准确位置为B;设定当误差产生时分10次逐步修正，将AB两点之间的位置差均分为10份；之后的每一步仿真都补偿其中1份，例如AB之间差距100m，每次将数据补偿10m，理想情况下10步之后物体即修正至正确位置；当修正中途收到新的准确位置通知时则重新计算每步的修正误差然后重复上述步骤。
实施例三
在实施例一和二基础之上，本发明还提供的一种数字战场信息控制系统，包括；
采集模块，被配置为获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
第一处理模块，被配置为获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
第二处理模块，被配置为当信息为一类信息时，一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
第三处理模块，被配置为当信息为二类信息时，二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端。
具体的，采集模块采集到仿真对象的位置后，进行位置更新消息同步更新，数据更新后传输至第一处理模块处理，进行一类信息还是二类信息的判断，判断为一类信息后，传输至第二处理模块，将所有信息全部转发至对应客户端；判断为二类信息后，传输至第三处理模块，第三处理模块进行根据位置信息所处的可视范围来判断该信息是否转发至对应客户端。
进一步的，位于可视范围内的位置信息全部转发至对应客户端，位于超出可视范围的位置信息进行降频发送，关于降频发送，第三处理模块可被配置为，将可视范围的等级包括第一级、第二级和第三级，第一级为超出可视范围的150%内，信息的发送频率降低至二分之一，第二级为超出可视范围的300%内，信息的发送频率降低至三分之一，第三级为超出可视范围的300%外，信息的发送频率降低至十分之一。其次，可降频信息还包括只影响视觉效果的信息，信息仅发送于可见范围内的客户端。
另外，在本发明各个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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以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。该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干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）执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括： U 盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read — OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种数字战场信息传输方法，其特征在于，包括；
获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
当信息为一类信息时，所述一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
当信息为二类信息时，所述二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端；
可降频的信息还包括位置信息，降频发送发生位置信息失真时，通过以下步骤进行失真补偿；
通过物体运动属性利用运动学公式推算获得目标的第一位置，通过客户端获取目标的第二位置；
若第一位置与第二位置产生误差，则将第一位置与第二位置之间的位置差均分成若干份；
在后的每一步仿真均对其中一份误差进行修正补偿；
当修正补偿中途收到新的第二位置时，则重新计算第一位置与第二位置和每一步的所要修正的误差，然后重复上述步骤。
2.根据权利要求1所述的一种数字战场信息传输方法，其特征在于，所述可降频发送的信息包括位置信息，根据位置信息所处的可视范围来判断该信息是否转发至对应客户端。
3.根据权利要求2所述的一种数字战场信息传输方法，其特征在于，所述可视范围包括位置信息位于可视范围内和超出可视范围，位于可视范围内的位置信息全部转发至对应客户端，位于超出可视范围的位置信息进行降频发送。
4.根据权利要求3所述的一种数字战场信息传输方法，其特征在于，所述位于超出可视范围的位置信息进行降频发送包括；
划分超出可视范围的等级，超出可视范围越多等级越高，对应发送频率越低。
5.根据权利要求4所述的一种数字战场信息传输方法，其特征在于，所述超出可视范围的等级包括第一级、第二级和第三级，并设置可视范围对应倍数的第一预设值和第二预设值，第一预设值小于第二预设值；
所述第一级为位置信息位于超出可视范围且在第一预设值内，信息的发送频率降低至二分之一；
所述第二级为位置信息位于第一预设值至第二预设值内，信息的发送频率降低至三分之一；
所述第三级为位置信息位于第二预设值外，信息的发送频率降低至十分之一。
6.根据权利要求2所述的一种数字战场信息传输方法，其特征在于，所述可降频发送的信息还包括只影响视觉效果的信息，所述只影响视觉效果的信息仅发送于可见范围内的客户端。
7.一种数字战场信息控制系统，其特征在于，包括；
采集模块，被配置为获取所有仿真对象的位置，并在接收到位置更新消息后同步更新；
第一处理模块，被配置为获取信息，判断该信息为一类信息或者为二类信息；
第二处理模块，被配置为当信息为一类信息时，所述一类信息包括在运动仿真中所需要的必要信息，将所有信息全部转发至对应客户端；
第三处理模块，被配置为当信息为二类信息时，所述二类信息包括可降频发送的信息，选择部分信息转发至对应客户端；
可降频的信息还包括位置信息，降频发送发生位置信息失真时，还包括被配置为进行失真补偿，通过物体运动属性利用运动学公式推算获得目标的第一位置，通过客户端获取目标的第二位置；若第一位置与第二位置产生误差，则将第一位置与第二位置之间的位置差均分成若干份；在后的每一步仿真均对其中一份误差进行修正补偿；当修正补偿中途收到新的第二位置时，则重新计算第一位置与第二位置和每一步的所要修正的误差，然后重复上述步骤。
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1-6中任一所述的一种数字战场信息传输方法。
9.一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上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6中任一所述的一种数字战场信息传输方法。
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