CN116740303B - 水下目标的离散网格生成方法 - Google Patents
水下目标的离散网格生成方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种水下目标的离散网格生成方法，包括：获取水下目标形状结构信息；利用所获取的水下目标形状结构信息，建立水下目标三维模型；所述水下目标三维模型，包括水下目标的尺寸信息、结构分布信息、介质信息、精细结构尺寸Lmin等；对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息；利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格。该方法在保证水下目标网格生成精度的同时，极大提高离散网格的生成效率，为水下目标的特性分析奠定了良好的基础。该方法也适用于其他类型的目标，具有很好的通用性。
Description
技术领域
本发明涉及水下目标探测技术领域，尤其涉及一种水下目标的离散网格生成方法。
背景技术
目前，水下目标探测多采用声波技术或电磁波来实现。声波信号在非跨介质场景中具有优良的探测性能。而声波信号受海水温度及盐度的影响比较大，并且无法很好的跨越海空边界，因此在跨介质场景中受到很大的制约。而低频电磁波具有传播距离远，穿透能力强，携带信息多，不受媒质边界影响等优点，因此在跨介质场景中具有很大优势。在利用声波或低频电磁波对水下目标进行探测前，对水下目标和传播信道进行计算，得到其目标特性模型，是实现准确高效探测的前提和基础。
在对水下目标和传播信道进行目标特性建模前，首先需要对其进行离散网格划分。实现准确而高效的离散网格划分，是对水下目标进行准确建模的基础。目前剖分方法主要分为三种：第一种是根据目标特点进行拆分，对各部件单独处理并拼接在一起；第二种是采用CAD技术通过VBA或AutoLISP语言二次开发，从而实现模型的网格剖分；第三种是基于目标的基本面元模型，采集模型的网格信息，实现网格剖分。对于较为复杂的几何模型，如水下目标，第三种方法是一种很好的方式。然而，该类方法也存在着诸多问题。一方面，该类方法目前均为串行实现，无法满足复杂几何模型网格的快速生成需求；另一方面，该类方法对于网格线与水下目标表面近似平行时，存在着较大的误差。同时，该类方法具有较大的计算量，计算效率较低。因此，如何发展新的水下目标的网格生成方法，以提高水下目标网格的生成效率和精度，满足水下目标特性分析的需求，是目前急需解决的问题。
发明内容
针对现有水下目标的网格快速生成方法所存在的计算效率低和精度受限的问题，本发明提供了一种水下目标的离散网格生成方法，解决了现有技术手段建立水下目标网格适应性不强、效率不高的问题。
本发明公开了一种水下目标的离散网格生成方法，包括：
S1，获取水下目标形状结构信息；
S2，利用所获取的水下目标形状结构信息，建立水下目标三维模型；所述水下目标三维模型，包括水下目标的三维尺寸信息、结构分布信息、介质信息和精细结构尺寸Lmin；
S3，对所述水下目标三维模型进行处理，得到水下目标的离散网格。
所述对所述水下目标三维模型进行处理，得到水下目标的离散网格，包括：
S31，对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息；
S32，利用水下目标的计算区域网格信息，对所述基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格。
所述对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息，包括：
S311，以水下目标三维模型的中心点为原点，建立三维直角坐标系；利用基本面元，对水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息；所述基本面元信息，包括基本面元数量信息、每个基本面元的法向量信息、每个基本面元的顶点坐标信息、每个基本面元的介质信息；所述介质信息，包括介电系数、电导率、磁导系数和磁导率；
S312，利用基本面元的顶点坐标信息确定基本面元的区域范围，利用所有基本面元的区域范围，确定水下目标三维模型的区域范围；
S313，利用预设的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值；
S314，根据网格离散尺寸值和水下目标三维模型的区域范围，确定水下目标的计算区域网格信息。
所述利用预设的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值，包括：
S3131，根据所述最高计算频率amax，计算得到所述探测波在海水中的最小波长bmin，其计算表达式为：
其中，μ0为真空中的磁导系数，σ为海水的电导率；
S3132，选择Lmin和λmin/20中的最小值，作为网格离散尺寸值。
所述根据网格离散尺寸值和水下目标三维模型的区域范围，确定水下目标的计算区域网格信息，包括：
S3141，利用水下目标三维模型的区域范围，除以网格离散尺寸值，得到水下目标三维模型的计算区域；
S3142，对所述水下目标三维模型的计算区域，进行单位离散化处理，得到水下目标的计算区域网格信息；所述计算区域网格，包括若干个区域网格线；所述计算区域网格信息，包括区域网格线的方程和计算区域网格的范围信息；所述计算区域网格的范围信息，在三维直角坐标系中的表达式为(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)，所述Xmin：1：Xmax，表示所述区域网格线的端点在X轴上的取值集合，所述Ymin：1：Ymax，表示所述区域网格线的端点在Y轴上的取值集合，所述Zmin：1：Zmax，表示所述区域网格线的端点在Z轴上的取值集合。
所述利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格，包括：
S321，利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点；
S322，利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格；
S323，对所有区域网格线的局域离散网格进行整合处理，得到水下目标的离散网格。
所述利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，包括：
S3211，判断所述基本面元的法向量在所述三维直角坐标系的三个坐标轴上的分量的绝对值，确定出绝对值最小的两个分量所对应的坐标轴；利用所述两个分量所对应的坐标轴，构建得到投影平面；将所述基本面元投影至所述三维直角坐标系的投影平面上，得到投影基本形；
S3212，利用所述投影基本形的顶点坐标在所述两个分量所对应的坐标轴的取值范围，构建得到投影矩形区域；
S3213，对所述投影矩形区域内是否包含区域网格线进行判断，得到判断包含结果；
若所述判断包含结果为是，执行S3214；若所述判断包含结果为否，执行S3218；
S3214，根据所述投影矩形区域所包含的区域网格线，确定其与投影平面的交点；
S3215，利用所述交点作为向量起点，分别利用所述投影基本形的顶点作为向量终点，构建得到投影向量集合；所述投影向量集合，包括若干个投影向量；
S3216，在所述投影向量集合中，利用其中的两个投影向量的所有组合，构建得到投影向量组合集；
S3217，对投影向量组合集中的每个投影向量组合，分别计算对应的向量叉乘值，得到向量叉乘值集合；
判断所述向量叉乘值集合，是否满足交叉判别条件，得到交叉判别结果；
当所述交叉判别结果为满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，在所述基本面元的内部；
当所述交叉判别结果为不满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，不在所述基本面元的内部；
S3218，若所述基本面元，不是按照预设顺序的最后一个基本面元，对按照预设顺序的下一个基本面元，执行S3211；
若所述基本面元，是按照预设顺序的最后一个基本面元，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点。
所述交叉判别条件，是所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为正数，或者所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为负数，或者所述向量叉乘值集合中有一个向量叉乘值为0，或者所述向量叉乘值集合中有两个向量叉乘值为0。
所述利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格，包括：
S3221，对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，对所述交点依次进行编号，得到编号交点；
S3222，利用所有编号相邻的两个编号交点，构建得到有向线段；在所述有向线段中，以所述两个编号交点中编号小的编号交点，作为所述有向线段的起点，以所述两个编号交点中编号大的编号交点，作为所述有向线段的终点；
S3223，确定所有起点为奇数编号、终点为偶数编号的有向线段，为所述区域网格线的局域离散网格。
所述水下目标形状结构信息，包括水下目标的三维尺寸信息、组成信息、表面材料信息和形状信息。
本发明的有益效果为：本发明通过建模方法将水下目标三维模型离散为基本面元，再通过并行投影求交算法快速生成离散网格，具有灵活性高、适应性强、计算效率高的优点。本发明不仅适用于水下目标，也适用于其他类型的目标。
附图说明
图1为本发明的基本面元ABC与离散网格线的交点的示意图；
图2为在基本面元为三角面元情况下，交点P在与不在基本面元的投影ABC内的示意图；
图3为本发明的水下目标的3ds Max模型示意图；
图4为本发明的水下目标的基本面元模型；
图5为本发明方法的实施流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的技术方案做进一步的说明。
图1为本发明的基本面元ABC与离散网格线的交点的示意图；图2为在基本面元为三角面元情况下，交点P在与不在基本面元的投影ABC内的示意图；图3为本发明的水下目标的3ds Max模型示意图；图4为本发明的水下目标的基本面元模型；图5为本发明方法的实施流程图。
实施例一：
本发明公开了一种水下目标的离散网格生成方法，包括：
S1，获取水下目标形状结构信息；所述水下目标形状结构信息，包括水下目标的三维尺寸信息、组成信息、表面材料信息、形状信息等。
所述获取水下目标形状结构信息，可以通过互联网数据库、对水下目标进行数据采集、或者仿真数据生成的方法来实现。
所述对水下目标进行数据采集，可通过雷达测量、激光测量或者声学测量方法来实现。
所述仿真数据生成的方法，可以是采用力学仿真软件生成。
所述水下目标的三维尺寸信息，可以是长度、宽度和高度；所述组成信息，包括动力部分、载荷部分、外设部分、精细结构部分；所述表面材料信息，包括表面材料的种类、参数、厚度等。所述形状信息，包括各个组成部分的具体三维尺寸信息。
S2，利用所获取的水下目标形状结构信息，建立水下目标三维模型；所述水下目标三维模型，包括水下目标的三维尺寸信息、结构分布信息、介质信息、精细结构尺寸Lmin等。
所述精细结构，可以是桅杆、天线、传感器等。
所述步骤S2，可通过三维力学仿真软件来实现；所述三维力学仿真软件，可以是3ds Max软件。
S3，对所述水下目标三维模型进行处理，得到水下目标的离散网格。
所述S3，包括：
S31，对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息；
S32，利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格。
所述基本面元，可以是三角面元、菱形面元、正五边形面元等。
所述S31，包括：
S311，以水下目标三维模型的中心点为原点，建立三维直角坐标系；利用基本面元，对水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息；所述基本面元信息，包括基本面元数量信息、每个基本面元的法向量信息、每个基本面元的顶点坐标信息、每个基本面元的介质信息；所述介质信息，包括介电系数、电导率、磁导系数和磁导率。
所述步骤S311，可以是，利用3ds Max软件实现对水下目标三维模型进行剖分处理。从3ds Max软件中，导出水下目标三维模型stl格式的基本面元数据文件；设置进程数n，利用计算服务器的主进程读取stl文件，通过统计stl文件中“endfacet”出现的次数来确定基本面元的数量Ntri，从统计stl文件中获取每个基本面元法向量信息和顶点坐标信息。
所述步骤S311，还可以是，采用HyperMesh软件来实现。
S312，利用基本面元的顶点坐标信息确定基本面元的区域范围，利用所有基本面元的区域范围，确定水下目标三维模型的区域范围；
S313，利用预设的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值；
所述S313，包括：
S3131，根据最高计算频率amax和海水的电导率σ，计算得到所述探测波在海水中的最小波长bmin，其计算表达式为：
其中，μ0为真空中的磁导系数；所述探测波，可以是电磁波。
S3132，选择Lmin和λmin/20中的最小值，为网格离散尺寸值；
S314，根据网格离散尺寸值和水下目标三维模型的区域范围，确定水下目标的计算区域网格信息；
所述S314，包括：
S3141，利用水下目标三维模型的区域范围，除以网格离散尺寸值，得到水下目标三维模型的计算区域；
S3142，对所述水下目标三维模型的计算区域，进行单位离散化处理，得到水下目标的计算区域网格信息；所述计算区域网格，包括若干个区域网格线；所述计算区域网格信息，包括区域网格线的方程和计算区域网格的范围信息；所述计算区域网格的范围信息，在三维直角坐标系中的表达式为(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)；所述区域网格线，为三维直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴的三个变量中，选择两个变量组合，且两个变量从区域范围(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)中按照其所在坐标轴任意取值后，所构建得到的直线；所述区域网格线的端点在三个轴上的取值集合，构成了所述计算区域网格的范围信息。
所述S3，在进行完毕S314之后，在进行网格生成处理之前，还包括：
S315，对水下目标三维模型的计算区域进行切分，得到水下目标特性的三维虚拟拓扑结构信息；所述三维虚拟拓扑结构信息，包括切分得到的子区域的范围信息；根据所述三维虚拟拓扑结构信息，将每个子区域分配到计算服务器的对应计算进程，以实现通信最优以及负载均衡；
S316，根据每个计算进程对应的子区域以及基本面元的顶点坐标信息，统计得到每个计算进程所包含的基本面元。
所述S316，包括：根据基本面元的顶点坐标信息，计算得到基本面元的中心坐标信息；根据基本面元的中心坐标信息以及每个计算进程的对应的子区域，判断基本面元所属计算进程，统计得到每个计算进程的所包含的基本面元信息，其具体为位置和数量。
所述S32，包括：
S321，利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点；
S322，利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格；
具体的，步骤S32可以是，在每个计算进程中，对所包含的基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的局域离散网格；
S323，对所有区域网格线的局域离散网格进行整合处理，得到水下目标的离散网格。
所述S323，可以是，利用所有区域网格线的局域离散网格，作为水下目标的离散网格。
所述S323，可以是，每个计算进程将水下目标的局域离散网格发送给计算服务器的主进程，主进程对收集到的所有网格数据进行整合，实现水下目标离散网格的快速生成。
所述利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，包括：
S3211，判断所述基本面元的法向量在所述三维直角坐标系的三个坐标轴上的分量的绝对值，确定出绝对值最小的两个分量所对应的坐标轴；利用所述两个分量所对应的坐标轴，构建得到投影平面；将基本面元投影至所述三维直角坐标系的投影平面上，得到投影基本形；
S3212，利用所述投影基本形的顶点坐标在所述两个分量所对应的坐标轴的取值范围，构建得到投影矩形区域；
S3213，对所述投影矩形区域内是否包含区域网格线进行判断，得到判断包含结果；
若所述判断包含结果为是，执行S3214；若所述判断包含结果为否，执行S3218；
所述投影矩形区域内包含区域网格线，是指所述区域网格线穿过所述投影矩形区域。
S3214，根据所述投影矩形区域所包含的区域网格线，确定其与投影平面的交点；
S3215，利用所述交点作为向量起点，分别利用所述投影基本形的顶点作为向量终点，构建得到投影向量集合；所述投影向量集合，包括若干个投影向量；
S3216，在所述投影向量集合中，利用其中的两个投影向量的所有组合，构建得到投影向量组合集；
S3217，对投影向量组合集中的每个投影向量组合，分别计算对应的向量叉乘值，得到向量叉乘值集合；
判断所述向量叉乘值集合，是否满足交叉判别条件，得到交叉判别结果；
当所述交叉判别结果为满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，在所述基本面元的内部；
当所述交叉判别结果为不满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，不在所述基本面元的内部；
所述交叉判别条件，是所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为正数，或者所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为负数，或者所述向量叉乘值集合中有一个向量叉乘值为0，或者所述向量叉乘值集合中有两个向量叉乘值为0。
S3218，若所述基本面元，不是按照预设顺序的最后一个基本面元，对按照预设顺序的下一个基本面元，执行S3211；
若所述基本面元，是按照预设顺序的最后一个基本面元，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点。
所述预设顺序，可以是基本面元在水下目标三维模型的空间分布顺序，例如，按照从上至下，从左至右的顺序。
所述S3211至S3213，可以是：
基本面元的法向量表达式为(nx,ny,nz)，其绝对值大小排序为|nz|>|nx|>|ny|，因此，绝对值最小的两个分量所对应的坐标轴是x轴和y轴，构建得到的投影平面为xoy平面。基本面元为三角面元，表示为ABC，其所包含的三个顶点坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，该三角形在xoy面的投影三角形为A′B′C′，其顶点坐标分别为A′(x1,y1,0)、B′(x2,y2,0)和C′(x3,y3,0)。当计算区域网格在投影三角形顶点坐标x轴和y轴上的最大和最小值xmin、xmax、ymin、ymax所组成的矩形区域内部时(即投影三角形顶点在x轴和y轴的取值范围所构成的矩形)，计算区域网格线才有可能与基本面元相交。若计算区域网格在矩形区域内，执行S3214，若否，执行S3218。
所述S3214至S3217，可以是：基本面元为三角面元，在三维直角坐标系下，A、B、C三点所在平面方程为
Ax+By+Cz＝D， (1)
其中
在直角坐标系下，平行于z轴的区域网格线的方程为：
其中，i和j分别为所述区域网格线的x轴和y轴在所述计算区域网格的范围信息中的取值，dx和dy分别为所述区域网格线在x轴和y轴上的间隔值。联立(5)和(6)式可得所述区域网格线与基本面元的交点坐标值为(xp,yp,zp)。根据区域网格线的方程，确定其与xoy面交点P′的坐标为(xp,yp,0)。P′与A′,B′,C′组成的向量叉乘值分别为P′A′×P′B′，P′B′×P′C′和P′C′×P′A′。当三个叉乘向量值的正负号一致，或其中一个或两个等于0时，P点在基本面元ABC内，判定所述区域网格线与所述基本面元ABC的交点，在所述基本面元ABC的内部；否则，所述交点，不在基本面元ABC内。
所述S321，利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，包括：
利用水下目标的计算区域网格信息构建得到虚拟入射波集合，对所述虚拟入射波集合和基本面元模型进行相交判别处理，得到交点信息，包括：
对所述水下目标三维模型进行包围和分割处理，得到目标多级立方体分割模型；
对所述虚拟入射波集合中的每个虚拟入射波，分别利用所述目标多级长方体分割模型进行相交判别处理，得到入射线交点信息；
对所有虚拟入射波的入射线交点信息进行合并处理，得到所述虚拟入射波集合的入射线交点信息。
所述对所述水下目标三维模型进行包围和分割处理，得到目标多级立方体分割模型，包括：
S401，构建第一级长方体，所述第一级长方体包围所述基本面元模型；确定所述第一级长方体为当前级长方体；
S402，对当前级长方体确定对应的切割面，利用所述切割面对当前级长方体进行切割，得到下一级长方体；所述下一级长方体的级数，为当前长方体的级数增加1；
所述利用所述切割面对当前级长方体进行切割，得到下一级长方体，包括：
利用所述切割面对当前级长方体进行切割后，得到第一切割长方体和第二切割长方体；
获取被所述切割面切割的三角面元的整体位置范围信息；
基于所述整体位置范围信息，对所述第一切割长方体和第二切割长方体进行体积扩展，使得所述第一切割长方体和第二切割长方体的范围，均包括所述整体位置范围；
利用体积扩展后的第一切割长方体和第二切割长方体，构建得到当前级长方体的下一级长方体。
S403，判断所述下一级长方体是否满足切割停止条件，若不满足所述切割停止条件，确定所述下一级长方体为当前级长方体，执行步骤S402；
若满足所述切割停止条件，利用所有级的长方体，构建得到目标多级立方体分割模型；
所述切割停止条件，是指所述级数的长方体内所包括的三角面元的数量，低于预设面元阈值，或者所述级数的长方体内所包括的被切割面切割的三角面元数量，低于预设切割阈值。
所述对当前级长方体确定对应的切割面，包括：
获取当前级长方体所包括的所有三角面元的顶点坐标信息；
对所述所有三角面元的顶点坐标信息按坐标轴进行方差计算处理，得到三角面元在目标直角坐标系的每个坐标轴上的坐标方差值；
确定坐标方差值最大的坐标轴为切割坐标轴，获取所述切割坐标轴上的所有三角面元的顶点坐标取值；
利用所述顶点坐标取值，按照取值递增顺序，构建得到坐标值序列；
计算得到所述坐标值序列的中位数值，利用所述切割坐标轴上的中位数值对应平面，作为所述当前级长方体确定对应的切割面；例如，所述切割坐标轴为z轴，中位数值为5，则所述切割面为z＝5。
所述切割面的确定，应使得切割后得到的两个长方体内所包含的三角面元的数量尽量相同，从而提供切割效率，上述方法通过顶点坐标值方差和中位数相结合的方式，较好地保证了切割的均匀性。
所述对所述虚拟入射波集合中的每个虚拟入射波，分别利用所述目标多级长方体分割模型进行相交判别处理，得到入射线交点信息，包括：
S404，利用所述虚拟入射波集合中的与所述第一级长方体相交的虚拟入射波，构建得到相交判别入射波集合；所述相交判别入射波集合，包括若干个入射波；对所有入射波的反射次数信息进行初始化处理；
S405，对所述相交判别入射波集合的入射波，按照所述目标多级长方体分割模型中的长方体的级数由小至大的顺序，依次判断所述入射波是否与所述各级长方体是否相交，得到最小级数的相交的立方体；
S406，对所述入射波与所述最小级数的相交的立方体所包含的三角面元进行相交判别，确定出与所述入射波相交的三角面元信息；
S407，对所述入射波和所述相交的三角面元信息顶点向量信息进行处理，得到所述入射波的交点信息；所述入射波的交点信息，包括交点坐标信息、反射次数信息、反射方向矢量信息和反射强度信息；
判断所述入射波的反射次数和反射强度，是否满足交点判别停止结果；若满足所述交点判别停止结果，判断是否对所述相交判别入射波集合的所有入射波已完成交点判别处理，若判断结果为是，执行S408,若判断结果为否，对所述相交判别入射波集合的下一个入射波，执行S405；
若不满足所述交点判别停止结果，利用所述入射波的交点坐标信息，对所述入射波的起点信息进行替换，利用所述入射波的反射方向矢量信息和反射强度信息，分别对所述入射波的方向矢量信息和辐射强度信息进行替换，得到更新入射波，执行S405；
S408，对所述虚拟入射波集合中所有入射波的交点信息进行合并处理，得到入射线交点信息；
所述入射波信息，包括入射波的起点信息、入射波的方向矢量信息、入射波的辐射强度信息；
所述交点判别停止结果，是所述当前入射波的反射次数，大于预设的反射次数门限，且所述当前入射波的反射强度，小于预设的反射强度门限。
利用水下目标的计算区域网格信息构建得到虚拟入射波集合，对所述虚拟入射波集合和基本面元模型进行相交判别处理，得到交点信息，包括：
所述基本面元模型，为目标三角面元模型；所述目标三角面元模型，包括若干个三角面元；
S41，利用每个虚拟入射波的方向矢量和目标位置测量方差矢量信息，计算得到所述虚拟入射波对应的修正向量；所述虚拟入射波对应的修正向量其计算表达式为：
其中，为所述虚拟入射波的方向矢量，/>为目标位置测量方差矢量，
S42，利用所述目标位置测量方差矢量信息对所述三角面元的顶点坐标信息进行修正处理，得到三角面元顶点向量信息；
所述利用所述目标位置测量方差矢量信息对所述三角面元的顶点坐标信息进行修正处理，得到三角面元顶点向量信息，其计算表达式为：
其中，分别为三角面元的三个顶点坐标对应的向量，/>分别为三角面元的三个顶点向量；
S43，利用相交判别模型，对所述虚拟入射波和所述三角面元顶点向量信息进行处理，得到所述虚拟入射波的相交判别结果；
所述利用相交判别模型，对所述虚拟入射波和所述三角面元顶点向量信息进行处理，得到所述虚拟入射波的相交判别结果，包括：
S431，利用入射点源向量虚拟入射波对应的修正向量/>和三角面元顶点向量信息，计算得到相交判断向量集；所述相交判断向量集，包括第一相交判断向量T1、第二相交判断向量T2、第三相交判断向量T3、第四相交判断向量T4和第五相交判断向量T5；所述入射点源向量/>
所述相交判断向量集的计算表达式为：
S432，对所述相交判别向量集进行向量计算处理，得到第一相交判别向量(p1,p2,p3)；所述第一相交判别向量(p1,p2,p3)的计算表达式为：
S433，对所述第一相交判别向量进行判别处理，得到所述虚拟入射波的相交判别结果。
所述对所述第一相交判别向量进行判别处理，得到所述虚拟入射波的相交判别结果，包括：
判断所述第一相交判别向量(p1,p2,p3)，是否满足相交条件，得到条件判断结果；所述相交条件包括：
p1≥0，p2≥β2，p3≥β3，1-p2-p3≥β1；
当所述第一相交判别向量(p1,p2,p3)满足所述相交条件时，确定所述虚拟入射波与所述三角面元相交，计算得到所述虚拟入射波与所述三角面元的交点坐标W，其计算表达式为：
当所述第一相交判别向量(p1,p2,p3)不满足所述相交条件时，确定所述虚拟入射波与所述三角面元不相交。
所述虚拟入射波的相交判别结果，即为交点信息。
所述利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格，包括：
S3221，对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，对所述交点依次进行编号，得到编号交点；
S3222，利用所有编号相邻的两个编号交点，构建得到有向线段；在所述有向线段中，以所述两个编号交点中编号小的编号交点，作为所述有向线段的起点，以所述两个编号交点中编号大的编号交点，作为所述有向线段的终点；
S3223，确定所有起点为奇数编号、终点为偶数编号的有向线段，为所述区域网格线的局域离散网格。
所述S322，可以是：对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，得到编号为1、2、3、4、…、n的n个编号交点，交点1和交点2之间的有向线段为Ⅰ，交点2和交点3之间的有向线段为Ⅱ，交点3和交点4之间的有向线段为III，以此类推进行标号，编号为Ⅰ、III、Ⅴ、…、至小于等于n的最后一个奇数的有向线段，即为所述区域网格线的局域离散网格；对所述局域离散网格，标注相应的介质参数。
实施例二：
本实施例将本发明方法应用至电磁领域，公开了一种水下目标的电磁离散网格生成方法，包括：
S1，获取水下目标几何结构信息；所述水下目标几何结构信息，包括水下目标的尺寸信息、组成信息、表面材料信息、形状信息等。
所述获取水下目标几何结构信息，可以通过互联网数据库、对水下目标进行数据采集、或者仿真数据生成的方法来实现。
所述对水下目标进行数据采集，可通过雷达测量、激光测量或者声学测量方法来实现。
所述仿真数据生成的方法，可以是采用力学仿真软件生成。
S2，利用所获取的水下目标几何结构信息，建立水下目标几何模型；所述水下目标几何模型，包括水下目标的尺寸信息、结构分布信息、介质信息、精细结构尺寸Lmin等。
所述步骤S2，可通过三维力学仿真软件来实现；所述三维力学仿真软件，可以是3ds Max软件。
S3，对所述水下目标几何模型进行处理，得到水下目标的电磁离散网格。
所述S3，包括：
S31，对所述水下目标几何模型进行剖分处理，得到水下目标的三角面元信息和水下目标的电磁计算区域网格信息；
S32，利用水下目标的电磁计算区域网格信息，对三角面元进行网格生成处理，得到水下目标的电磁离散网格。
所述S31，包括：
S311，以水下目标几何模型的中心点为原点，建立三维直角坐标系；利用三角面元，对水下目标几何模型进行剖分处理，得到水下目标的三角面元信息；所述三角面元信息，包括三角面元数量信息、每个三角面元的法向量信息、每个三角面元的顶点坐标信息、每个三角面元的介质信息；所述介质信息，包括电介质常数和磁介质常数。
所述步骤S311，可以是，利用3ds Max软件实现对水下目标几何模型进行剖分处理。从3ds Max软件中，导出水下目标几何模型stl格式的三角面元数据文件；设置进程数n，利用计算服务器的主进程读取stl文件，通过统计stl文件中“endfacet”出现的次数来确定三角面元的数量Ntri，从统计stl文件中获取每个三角面元法向量信息和顶点坐标信息。
所述步骤S311，还可以是，采用HyperMesh软件来实现。
S312，利用三角面元的顶点坐标信息确定三角面元的区域范围，利用所有三角面元的区域范围，确定水下目标几何模型的区域范围；
S313，利用电磁波的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值；
所述S313，包括：
S3131，根据电磁波的最高计算频率fmax和海水的电导率σ，计算得到所述电磁波在海水中的最小波长λmin，其计算表达式为：
其中，μ0为真空中的磁导系数；
S3132，选择Lmin和λmin/20中的最小值，为网格离散尺寸值；
S314，根据网格离散尺寸值和水下目标几何模型的区域范围，确定水下目标的电磁计算区域网格信息；
所述S314，包括：
S3141，利用水下目标几何模型的区域范围，除以网格离散尺寸值，得到水下目标几何模型的计算区域；
S3142，对所述水下目标几何模型的计算区域，进行单位离散化处理，得到水下目标的电磁计算区域网格信息；所述电磁计算区域网格，包括若干个区域网格线；所述电磁计算区域网格信息，包括区域网格线的方程和电磁计算区域网格的范围信息；所述计算区域网格的范围信息，在三维直角坐标系中的表达式为(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)；所述区域网格线，为三维直角坐标系的X轴、Y轴和Z轴的三个变量中，选择两个变量组合，且两个变量从区域范围(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)中按照其所在坐标轴任意取值后，所构建得到的直线；
所述S3，在进行完毕S314之后，在进行网格生成处理之前，还包括：
S315，对水下目标几何模型的计算区域进行切分，得到水下目标电磁特性的三维虚拟拓扑结构信息；所述三维虚拟拓扑结构信息，包括切分得到的子区域的范围信息；根据所述三维虚拟拓扑结构信息，将每个子区域分配到计算服务器的对应计算进程，以实现通信最优以及负载均衡；
S316，根据每个计算进程对应的子区域以及三角面元的顶点坐标信息，统计得到每个计算进程所包含的三角面元。
所述S316，包括：根据三角面元的顶点坐标信息，计算得到三角面元的中心坐标信息；根据三角面元的中心坐标信息以及每个计算进程的对应的子区域，判断三角面元所属计算进程，统计得到每个计算进程的所包含的三角面元信息，其具体为位置和数量。
所述S32，包括：
S321，利用水下目标的电磁计算区域网格信息，对三角面元进行网格生成处理，得到所有三角面元与所述电磁计算区域网格的区域网格线的交点；
S322，利用所述三角面元与所述电磁计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格；
具体的，步骤S32可以是，在每个计算进程中，对所包含的三角面元进行网格生成处理，得到水下目标的局域离散网格；
S323，对所有区域网格线的局域离散网格进行整合处理，得到水下目标的电磁离散网格。
所述S323，可以是，利用所有区域网格线的局域离散网格，作为水下目标的电磁离散网格。
所述S323，可以是，每个计算进程将水下目标的局域离散网格发送给计算服务器的主进程，主进程对收集到的所有网格数据进行整合，得到水下目标离散网格的快速生成。
所述利用水下目标的电磁计算区域网格信息，对三角面元进行网格生成处理，得到所有三角面元与所述电磁计算区域网格的区域网格线的交点，包括：
S3211，判断所述基本面元的法向量在所述三维直角坐标系的三个坐标轴上的分量的绝对值，确定出绝对值最小的两个分量所对应的坐标轴；利用所述两个分量所对应的坐标轴，构建得到投影平面；将基本面元投影至所述三维直角坐标系的投影平面上，得到投影基本形；
对于三维直角坐标系来说，它有三个方向的网格线，分别为x，y，z。当三角面元与某个方向的网格线近似垂直时，求交点时的精度最高，近似平行时，求交点可能会出错。自适应即就是求每个三角面元与哪个方向的网格线近似垂直，假设与z方向的网格线近似垂直，则将三角面元投影到xoy平面。本实施例也是以xoy平面为例，说明投影求交算法的思路。对于其它三角形，有可能会投影到yoz平面，也有可能投影到xoz平面。
S3212，利用所述投影基本形的顶点坐标在所述两个分量所对应的坐标轴的取值范围，构建得到投影矩形区域；
S3213，对所述投影矩形区域内是否包含区域网格线进行判断，得到判断包含结果；
若所述判断包含结果为是，执行S3214；若所述判断包含结果为否，执行S3218；
所述投影矩形区域内包含区域网格线，是指所述区域网格线穿过所述投影矩形区域。
S3214，根据所述投影矩形区域所包含的区域网格线，确定其与投影平面的交点；
S3215，利用所述交点作为向量起点，分别利用所述投影三角形的三个顶点作为向量终点，构建得到三个向量；
S3216，在所述三个向量中，选择任意两个不同的向量进行组合，得到三个向量组合；
S3217，对所述三个向量组合中的每个向量组合，分别计算对应的向量叉乘值，得到三个向量叉乘值；
判断所述三个向量叉乘值，是否满足交叉判别条件，得到交叉判别结果；
当所述交叉判别结果为满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述三角面元的交点，在所述三角面元的内部；
当所述交叉判别结果为不满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述三角面元的交点，不在所述三角面元的内部；
所述三个向量叉乘值，满足交叉判别条件，是所述三个向量叉乘值均为正数，或者所述三个向量叉乘值均为负数，或者所述三个向量叉乘值中有一个为0，或者所述三个向量叉乘值中有两个为0。
S3218，若所述三角面元，不是按照预设顺序的最后一个三角面元，对按照预设顺序的下一个三角面元，执行S3211；
若所述三角面元，是按照预设顺序的最后一个三角面元，得到所有三角面元与所述电磁计算区域网格的区域网格线的交点；
所述预设顺序，可以是三角面元在水下目标几何模型的空间分布顺序，例如，按照从上至下，从左至右的顺序。
所述S3211至S3213，可以是：三角面元表示为ABC，其所包含的三个顶点坐标分别为(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)，该三角形在xoy面的投影三角形为A′B′C′，其顶点坐标分别为A′(x1,y1,0)、B′(x2,y2,0)和C′(x3,y3,0)。当电磁计算区域网格在投影三角形顶点坐标x轴和y轴上的最大和最小值xmin、xmax、ymin、ymax所组成的矩形区域内部时(即投影三角形顶点在x轴和y轴的取值范围所构成的矩形)，计算区域网格线才有可能与三角面元相交。若电磁计算区域网格在矩形区域内，执行S3214，若否，执行S3218。
所述S3214至S3217，可以是：
在三维直角坐标系下，A、B、C三点所在平面方程为
Ax+By+Cz＝D， (3)
其中
在直角坐标系下，平行于z轴的区域网格线的方程为：
其中，i和j分别为所述区域网格线的x轴和y轴在所述计算区域网格的范围信息中的取值，dx和dy分别为所述区域网格线在x轴和y轴上的间隔值。联立(5)和(6)式可得所述区域网格线与三角面元的交点坐标值为(xp,yp,zp)。根据区域网格线的方程，确定其与xoy面交点P′的坐标为(xp,yp,0)。P′与A′,B′,C′组成的向量叉乘值分别为P′A′×P′B′，P′B′×P′C′和P′C′×P′A′。当三个叉乘向量值的正负号一致，或其中一个或两个等于0时，P点在三角面元ABC内，判定所述区域网格线与所述三角面元ABC的交点，在所述三角面元ABC的内部；否则，所述交点，不在三角面元ABC内。
所述利用所述三角面元与所述电磁计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格，包括：
S3221，对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，对所述交点依次进行编号，得到编号交点；
S3222，利用所有编号相邻的两个编号交点，构建得到有向线段；在所述有向线段中，以所述两个编号交点中编号小的编号交点，作为所述有向线段的起点，以所述两个编号交点中编号大的编号交点，作为所述有向线段的终点；
S3223，确定所有起点为奇数编号、终点为偶数编号的有向线段，为所述区域网格线的局域离散网格。
所述S322，可以是：对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，得到编号为1、2、3、4、…、n的n个编号交点，交点1和交点2之间的有向线段为Ⅰ，交点2和交点3之间的有向线段为Ⅱ，交点3和交点4之间的有向线段为III，以此类推进行标号，编号为Ⅰ、III、Ⅴ、…、至小于等于n的最后一个奇数的有向线段，即为所述区域网格线的局域离散网格；对所述局域离散网格，标注相应的介质参数。
实施例三：
本发明公开了一种水下目标的离散网格生成方法，包括：
步骤一，采用3ds Max软件建立某型水下目标的几何模型，如图3所示，并用基本面元对某型水下目标的几何模型进行剖分，如图4所示；
步骤二，从3ds Max软件中导出某型水下目标三维模型stl格式的基本面元数据文件；
步骤三，设置进程数n＝8，主进程读取stl文件，通过统计stl文件中“endfacet”出现的次数来确定基本面元的数量Ntri，并读取每个基本面元的顶点坐标信息。根据顶点坐标信息，确定每个基本面元的区域范围，进而确定整个几何模型的区域范围；
步骤四，假设电磁波的最高计算频率fmax＝30kHz，水的电导率为σ＝3S/m，则电磁波在水下的最小波长其中μ0为真空中的磁导系数。若根据λmin对目标进行网格剖分，无法精确模拟水下目标的几何外形，因此，这里将网格剖分尺寸设置为Δ＝0.1m。
步骤五，根据网格离散尺寸以及水下目标的几何模型尺寸，获得整个计算区域的网格范围为(0：129，0：1208，0：26)；
步骤六，设置三维虚拟拓扑结构为2×4×1，即就是x、y、z方向的区域分割数分别为2，4，1。此时，每个进程所对应的网格范围如表1所示。
表1各进程对应的网格范围
| 进程 | 网格范围 |
| 0 | (0：63，0：276，0：26) |
| 1 | (0：63，277：553，0：26) |
| 2 | (0：63，554：830，0：26) |
| 3 | (0：63，831：1208，0：26) |
| 4 | (64：129，0：276，0：26) |
| 5 | (64：129，277：553，0：26) |
| 6 | (64：129，554：830，0：26) |
| 7 | (64：129，831：1208，0：22) |
步骤七，根据基本面元为三角面元，基本面元ABC的顶点坐标为A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)，可计算出基本面元ABC的中点坐标为G(xG,yG,zG)，其中
由此，可得基本面元ABC中点所对应的网格坐标为GΔ(xGΔ,yGΔ,zGΔ)，其中
根据式(6)以及表1中每个进程对应的网格范围可统计每个进程的所包含的基本面元。
步骤八，每个进程对所包含的基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的局域离散网格。
过程8.1，判断基本面元与目标投影区域内直线是否相交。设基本面元ABC的顶点坐标为A(x1,y1,z1)、B(x2,y2,z2)、C(x3,y3,z3)，该三角形在xoy面的投影三角形为A′B′C′，其顶点坐标分别为A′(x1,y1,0)、B′(x2,y2,0)和C′(x3,y3,0)。投影三角形顶点坐标在x轴和y轴上的最大和最小值xmin、xmax、ymin、ymax所组成的矩形区域内，直线l才有可能与基本面元相交。
过程8.2判断交点是否位于基本面元内。判断这些交点是否在基本面元内，可用如下方法。在直角坐标系下，A、B、C三点所在平面方程为
Ax+By+Cz＝D (5)
其中
在直角坐标系下，平行于z轴直线l与xoy面的焦点为
联立(5)和(6)式可得l与基本面元的交点坐标值为(xp,yp,zp)。直线l与xoy面交点P′的坐标为(xp,yp,0)。P′与A′,B′,C′组成的向量叉乘分别为P′A′×P′B′，P′B′×P′C′和P′C′×P′A′。当三个叉乘向量方向一致，或其中一个或两个等于0时，P点在基本面元ABC内，否则不在基本面元ABC内。
过程8.3确定目标区域。根据编号的奇偶性进行判断是否在目标区域内。对于线段的奇偶性应作如下理解：交点个数分别为1、2、3、4…,交点1和交点2之间线段为Ⅰ，交点2和交点3之间线段为Ⅱ，交点3和交点4之间线段为III，以此类推进行标号，Ⅰ、III、Ⅴ…即为目标区域。对目标区域采用标识符进行标记。
步骤九，每个进程将对应的网格数据发送给主进程，主进程收集网格数据并整合，完成水下目标离散网格的快速生成。
本实例是在单机计算机(CPU：Intel(R)Core(TM)i7-4790 CPU@3.60GHz 3.60GHz，内存8G)上运行。表2给出了进程数不同时，本实例的计算时间以及加速比。由表可知，本发明具有良好的并行加速比，表明了本发明方法的优越性。
表2进程数不同时本发明的计算时间和加速比
| 进程数 | 计算时间(单位：秒) | 加速比 |
| 1 | 15.6 | — |
| 2 | 8.5 | 92％ |
| 4 | 4.4 | 89％ |
| 8 | 2.3 | 85％ |
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。
Claims (7)
1.一种水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，包括：
S1，获取水下目标形状结构信息；
S2，利用所获取的水下目标形状结构信息，建立水下目标三维模型；所述水下目标三维模型，包括水下目标的三维尺寸信息、结构分布信息、介质信息和精细结构尺寸Lmin；
S3，对所述水下目标三维模型进行处理，得到水下目标的离散网格；
所述对所述水下目标三维模型进行处理，得到水下目标的离散网格，包括：
S31，对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息；
S32，利用水下目标的计算区域网格信息，对所述基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格；
所述对所述水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息和水下目标的计算区域网格信息，包括：
S311，以水下目标三维模型的中心点为原点，建立三维直角坐标系；利用基本面元，对水下目标三维模型进行剖分处理，得到水下目标的基本面元信息；所述基本面元信息，包括基本面元数量信息、每个基本面元的法向量信息、每个基本面元的顶点坐标信息、每个基本面元的介质信息；所述介质信息，包括介电系数、电导率、磁导系数和磁导率；
S312，利用基本面元的顶点坐标信息确定基本面元的区域范围，利用所有基本面元的区域范围，确定水下目标三维模型的区域范围；
S313，利用预设的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值；
S314，根据网格离散尺寸值和水下目标三维模型的区域范围，确定水下目标的计算区域网格信息；
所述利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行网格生成处理，得到水下目标的离散网格，包括：
S321，利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点；
S322，利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格；
S323，对所有区域网格线的局域离散网格进行整合处理，得到水下目标的离散网格。
2.如权利要求1所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述利用预设的最高计算频率以及水下目标的精细结构尺寸Lmin，确定网格离散尺寸值，包括：
S3131，根据所述最高计算频率amax，计算得到探测波在海水中的最小波长bmin，其计算表达式为：
其中，μ0为真空中的磁导系数，σ为海水的电导率；
S3132，选择Lmin和λmin/20中的最小值，作为网格离散尺寸值。
3.如权利要求1所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述根据网格离散尺寸值和水下目标三维模型的区域范围，确定水下目标的计算区域网格信息，包括：
S3141，利用水下目标三维模型的区域范围，除以网格离散尺寸值，得到水下目标三维模型的计算区域；
S3142，对所述水下目标三维模型的计算区域，进行单位离散化处理，得到水下目标的计算区域网格信息；所述计算区域网格，包括若干个区域网格线；所述计算区域网格信息，包括区域网格线的方程和计算区域网格的范围信息；所述计算区域网格的范围信息，在三维直角坐标系中的表达式为(Xmin：1：Xmax，Ymin：1：Ymax，Zmin：1：Zmax)，所述Xmin：1：Xmax，表示所述区域网格线的端点在X轴上的取值集合，所述Ymin：1：Ymax，表示所述区域网格线的端点在Y轴上的取值集合，所述Zmin：1：Zmax，表示所述区域网格线的端点在Z轴上的取值集合。
4.如权利要求1所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述利用水下目标的计算区域网格信息，对基本面元进行交点判断处理，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，包括：
S3211，判断所述基本面元的法向量在所述三维直角坐标系的三个坐标轴上的分量的绝对值，确定出绝对值最小的两个分量所对应的坐标轴；利用所述两个分量所对应的坐标轴，构建得到投影平面；将基本面元投影至所述三维直角坐标系的投影平面上，得到投影基本形；
S3212，利用所述投影基本形的顶点坐标在所述两个分量所对应的坐标轴的取值范围，构建得到投影矩形区域；
S3213，对所述投影矩形区域内是否包含区域网格线进行判断，得到判断包含结果；
若所述判断包含结果为是，执行S3214；若所述判断包含结果为否，执行S3218；
S3214，根据所述投影矩形区域所包含的区域网格线，确定其与投影平面的交点；
S3215，利用所述交点作为向量起点，分别利用所述投影基本形的顶点作为向量终点，构建得到投影向量集合；所述投影向量集合，包括若干个投影向量；
S3216，在所述投影向量集合中，利用其中的两个投影向量的所有组合，构建得到投影向量组合集；
S3217，对投影向量组合集中的每个投影向量组合，分别计算对应的向量叉乘值，得到向量叉乘值集合；
判断所述向量叉乘值集合，是否满足交叉判别条件，得到交叉判别结果；
当所述交叉判别结果为满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，在所述基本面元的内部；
当所述交叉判别结果为不满足交叉判别条件时，判定所述区域网格线与所述基本面元的交点，不在所述基本面元的内部；
S3218，若所述基本面元，不是按照预设顺序的最后一个基本面元，对按照预设顺序的下一个基本面元，执行S3211；
若所述基本面元，是按照预设顺序的最后一个基本面元，得到所有基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点。
5.如权利要求4所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述交叉判别条件，是所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为正数，或者所述向量叉乘值集合中的每个向量叉乘值均为负数，或者所述向量叉乘值集合中有一个向量叉乘值为0，或者所述向量叉乘值集合中有两个向量叉乘值为0。
6.如权利要求1所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述利用所述基本面元与所述计算区域网格的区域网格线的交点，对每个区域网格线进行编号处理，得到每个区域网格线的局域离散网格，包括：
S3221，对每个区域网格线，按照其所包含的交点的坐标绝对值由小至大的顺序，对所述交点依次进行编号，得到编号交点；
S3222，利用所有编号相邻的两个编号交点，构建得到有向线段；在所述有向线段中，以所述两个编号交点中编号小的编号交点，作为所述有向线段的起点，以所述两个编号交点中编号大的编号交点，作为所述有向线段的终点；
S3223，确定所有起点为奇数编号、终点为偶数编号的有向线段，为所述区域网格线的局域离散网格。
7.如权利要求1所述的水下目标的离散网格生成方法，其特征在于，所述水下目标形状结构信息，包括水下目标的三维尺寸信息、组成信息、表面材料信息和形状信息。
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