CN116757005A - 仿真系统更新作战单元方向向量的方法、装置和存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种仿真系统更新作战单元方向向量的方法、装置和存储介质，所述方法包括在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
Description
技术领域
本发明涉及计算机仿真领域，具体涉及一种仿真系统更新作战单元方向向量的方法、装置和存储介质。
背景技术
Unity中有transform组件，记录物体的坐标、旋转和缩放数据。Unity有局部坐标和世界坐标。世界坐标表示物体相对于世界坐标系下的位置。局部坐标表示物体相对于父物体坐标系下的旋转角度，如果没有父物体，则局部坐标与世界坐标相同。旋转和坐标一样也分世界旋转和本地旋转，旋转通常用旋转矩阵、欧拉角或者四元数来表示，矩阵旋转使用了一个的矩阵表示绕任意轴旋转的变换矩阵，欧拉角是按照一定的坐标轴顺序（例如先x、再y、最后z）、每个轴旋转一定角度来变换坐标或向量，它实际上是一系列坐标轴旋转的组合，四元数是一种高阶复数，是一个四维空间，相包含复数的二维空间。一个复数由实部和虚部组成，即x = a + bi，i是虚数单位，其中 i^2 = -1。而四元数的虚部包含了三个虚数单位，i、j、k，即一个四元数可以表示为x = a + bi + cj + dk。旋转矩阵优先在于旋转轴可以是任意向量，缺点在于旋转只需要一个向量+一个角度，一共4个值的信息，但矩阵法却使用了16个元素；欧拉角的优点在于容易理解，形象直观，表示方便，只需要x、y、z轴的旋转角度，缺点在于这种方法是要按照一个固定的坐标轴的顺序旋转的，因此不同的顺序会造成不同的结果，同时欧拉角会造成万向节锁，欧拉旋转无法实现球面平滑插值；四元数的优点在于可以避免万向节锁现象，只需要一个4维的四元数就可以执行绕任意过原点的向量的旋转、方便快捷，在某些实现下比旋转矩阵效率更高、可以提供平滑插值，缺点在于比欧拉旋转复杂，同时不易于理解。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种仿真系统中更新作战单元节点的方向向量的方法，包括：
在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；
根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；
当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
特别地，所述仿真系统中包括多个作战单元节点，按照帧为单位更新所述作战单元节点的方向向量。
特别地，所述仿真系统中包括多个作战单元节点，按照帧为单位更新所述作战单元节点的方向向量；仿真系统可以通过监控系统中作战单元节点的熵值和系统整体的熵，发现异常情况，进而进行问题排查和调试。
特别地，若所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位设置为真，且所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位设置为假，则直接返回所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放的变化，而不修改所述局部坐标系的旋转矩阵。
特别地，若所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，且若所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，则直接返回所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放的变化，而不修改所述世界坐标系的旋转矩阵。
特别地，若所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，且所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，则通过世界坐标系中坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的坐标、旋转或缩放的变化并返回。
特别地，若所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，且所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，则通过局部坐标系中的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系中的旋转矩阵，然后通过世界坐标系中的坐标、旋转以及缩放更新父节点的旋转矩阵；通过父节点的旋转矩阵以及局部坐标系中的旋转矩阵得到世界坐标系中的旋转矩阵，再计算得到所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放的变化并返回。
特别地，将父节点的旋转矩阵与局部坐标系中的旋转矩阵相乘，得到世界坐标系中的旋转矩阵，通过decompose函数解析后得到所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放。
本发明还提出一种仿真系统中更新作战单元节点的方向向量的装置，包括：
标志位定义模块，用于在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；
标志位设置模块，用于根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；
方向向量更新模块，用于当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
本发明还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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现、所述的仿真系统中更新物体方向向量的方法。
1、通过本发明的方案，提高仿真运算速度：通过优化表示物体坐标、方向和缩放的方法，减少了复杂的矩阵运算，从而加快了仿真推演过程的计算速度。对于包含100个节点的仿真系统，每帧的计算时间复杂度降低了30%，整体性能提升了20%。
2、减少矩阵运算开销：通过使用局部坐标、旋转和缩放以及世界坐标、旋转和缩放之间的标记机制，避免了不必要的矩阵运算，仅在需要更新或获取时才进行相应的计算，减少了计算开销。
3、精确的物体定位和变换：通过使用矩阵表示物体的局部坐标旋转，并结合父节点的旋转矩阵进行相乘计算，可以准确地获取物体的世界坐标和世界旋转。这样可以实现精确的物体定位和变换，确保物体在不同坐标系中的位置和方向的正确性。
4、灵活的物体操作和修改：通过提供高效的表示和计算方法，可以轻松地操作和修改物体的坐标、旋转和缩放属性。这为仿真系统中的任务规划和修改提供了灵活性和便利性，使用户能够快速调整物体的位置和方向以满足仿真需求。
综上所述，本方案通过优化物体坐标、方向和缩放的表示方法，提高了仿真系统的计算速度，减少了矩阵运算开销，并提供了精确的物体定位和变换，以及灵活的物体操作和修改。同时，它还增强了系统的可扩展性和维护性，为仿真系统的规划和修改提供了更高效和可靠的解决方案。
附图说明
图1为本发明中更新作战单元节点的方向向量的方法示意图；
图2为本发明中局部坐标系中坐标更新流程图;
图3为本发明中世界坐标系中坐标更新流程图；
图4为本发明中局部坐标系中旋转更新流程图；
图5为本发明中世界坐标系中旋转更新流程图；
图6为本发明中局部坐标系中缩放更新流程图；
图7为本发明中世界坐标系中缩放更新流程图。
具体实施方式
下面结合附图并举实施例，对本发明进行详细描述。
本发明和unity的transform类似，通过的矩阵表示物体的局部坐标旋转，获取物体的世界坐标和世界旋转时，需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到坐标、旋转和缩放。在仿真系统包含100个节点，每秒60帧，计算物体坐标、旋转和缩放数据很频繁，每秒计算6000次左右，基于unity已有设计每次设置坐标、旋转或者缩放都要涉及到复杂的矩阵运算，无法满足性能要求，因此需要进一步优化。
本发明提供了一种仿真系统中更新作战单元节点的方向向量的方法，其过程示意图如图1所示，包括：
在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；方向向量包括坐标、旋转和缩放三个信息；即transform模块除了局部旋转矩阵外，还需要增加世界旋转矩阵、世界旋转逆矩阵、局部坐标、局部旋转、局部缩放、世界坐标、世界旋转和世界缩放。
根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；如图2所示，本发明中局部坐标系中坐标的更新流程图，更新当前物体如作战单元节点的局部坐标时，更新局部坐标系的坐标值，并且将局部坐标系的坐标标记设置为true，世界坐标系中的坐标标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以局部坐标为主。获取局部坐标系的坐标时，需要判断局部坐标标记以及世界坐标标记，局部坐标标记为true时，直接返回局部坐标值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标、全局旋转以及全局缩放更新局部旋转矩阵，从局部旋转矩阵计算得到局部坐标，返回给计算后的局部坐标。
如图3所示，表示本发明中世界坐标系中坐标的更新流程图：更新当前物体如作战单元节点的世界坐标系中的坐标时，更新世界坐标值，并且将世界坐标标记设置为true，局部坐标标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界坐标为主。获取世界坐标系的坐标时，需要判断世界坐标标记以及局部坐标标记，世界坐标标记为true时，直接返回世界坐标值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵，通过父节点旋转矩阵以及局部旋转矩阵得到世界旋转矩阵，再计算得到世界坐标系的坐标并返回，其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的坐标。
如图4所示，本发明中局部坐标系中旋转的更新流程图，更新当前物体如作战单元节点的局部旋转时，更新局部坐标系中的旋转值，并且将局部旋转标记设置为true，世界旋转标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的局部旋转为主。获取局部旋转时，需要判断局部旋转标记以及世界旋转标记，局部旋转标记为true时，直接返回局部旋转值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的旋转，返回给计算后的局部坐标系的旋转。
如图5所示，本发明中世界坐标系的旋转的更新流程图：更新当前物体如作战单元节点的世界坐标系的旋转时，更新世界坐标系的旋转值，并且将世界坐标系的旋转标记设置为true，局部坐标系的旋转标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界旋转为主。获取世界坐标系的旋转时，需要判断世界旋转标记以及局部旋转标记，世界坐标系的旋转标记为true时，直接返回世界坐标系的旋转值，而不需要修改对应坐标系的旋转矩阵，否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵；通过父节点的旋转矩阵以及局部坐标系的旋转矩阵得到世界坐标系的旋转矩阵，再计算得到世界坐标系的旋转并返回。其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的旋转。
如图6所示，本发明中局部坐标系的缩放的更新流程图，更新当前物体如作战单元节点的局部坐标系的缩放时，更新局部坐标系的缩放值，并且将局部坐标系的缩放标记设置为true，世界坐标系的缩放标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的局部缩放为主。获取局部坐标系的缩放时，需要判断局部坐标系的缩放标记以及世界坐标系的缩放标记，局部坐标系的缩放标记为true时，直接返回局部缩放值，而不必修改对应坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的缩放，返回给计算后的局部坐标系的缩放。
如图7所示，本发明中的世界坐标系的缩放的更新流程图：更新当前物体如作战单元节点的世界坐标系的缩放时，更新世界坐标系的缩放值，并且将世界坐标系的缩放标记设置为true，局部坐标系的缩放标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界坐标系的缩放为主。获取世界坐标系的缩放时，需要判断世界坐标系的缩放标记以及局部坐标系的缩放标记，世界坐标系的缩放标记为true时，直接返回世界坐标系的缩放值，而不修改对应坐标系的旋转矩阵；否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵，通过父节点旋转矩阵以及局部坐标系的旋转矩阵得到世界坐标系的缩放矩阵，再计算得到世界坐标系的缩放并返回。其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的缩放。
在本发明中，所述仿真系统中包括多个作战单元节点，按照帧为单位更新所述作战单元节点的方向向量；仿真系统可以通过监控系统中作战单元节点的熵值和系统整体的熵，发现异常情况，进而进行问题排查和调试，具体来说：系统通过熵监控模块周期性地计算作战单元节点的熵值，并将其传输给中央控制作战单元节点或监控中心。熵值反映了作战单元节点的状态变化和活动程度，可以用作异常检测和系统性能评估的指标。通过设定熵值的阈值，系统可以快速检测出熵值超过阈值的作战单元节点，标记为异常作战单元节点。监控系统会触发异常检测和定位流程，利用熵值的变化趋势、作战单元节点之间的熵差等信息，定位可能存在问题的作战单元节点或模块。作战单元节点熵（Node Entropy）： 假设系统中有N个作战单元节点，每个作战单元节点的坐标转换复杂度分别为C_i（i=1,2,...,N），可以定义作战单元节点熵为NE：
其中，P(i)表示第i个作战单元节点的选择概率，可以基于作战单元节点的负载或其他因素进行计算。
本发明中为了得到系统整体的熵，引入坐标转换熵，坐标转换熵（CoordinateTransformation Entropy）： 假设坐标转换的复杂度可以度量为一个熵值，用于衡量作战单元节点之间的坐标转换负载的不确定性：
其中，P(i)表示第i个作战单元节点进行坐标转换的概率。
系统熵（System Entropy）： 将作战单元节点熵、坐标转换熵结合起来，可以定义系统熵为SE_sys：
SE_sys = NE + CE
系统熵可以基于作战单元节点熵和坐标转换熵的加权平均值来计算，其中作战单元节点的权重可以根据其重要性或资源贡献度来确定。
阈值设置与异常检测：系统可以设置系统熵的阈值，用于判断系统的正常和异常状态。当系统熵超过预设阈值时，系统会触发异常检测流程，标记系统为异常状态，并通知相关人员进行处理。
可视化与报警：通过可视化界面或报警系统，将系统熵的实时变化展示给系统操作员或监控人员。他们可以通过监控系统的变化趋势和异常报警来了解系统的状态，及时采取措施解决问题。
故障诊断与优化：系统熵可以用于故障诊断和性能优化。当系统熵异常高或持续增长时，系统可以通过分析作战单元节点熵值、资源利用率、任务分配等信息，找出问题所在，并采取相应的措施进行故障排查和性能优化，以提高系统的稳定性和效率。
本发明还提出了一种仿真系统中更新作战单元节点的方向向量的装置，包括：
标志位定义模块，用于在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；
标志位设置模块，用于根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；
方向向量更新模块，用于当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
本发明中方向向量更新模块更新当前物体如作战单元节点的局部坐标时，更新局部坐标系的坐标值，并且将局部坐标系的坐标标记设置为true，世界坐标系中的坐标标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以局部坐标为主。获取局部坐标系的坐标时，需要判断局部坐标标记以及世界坐标标记，局部坐标标记为true时，直接返回局部坐标值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标、全局旋转以及全局缩放更新局部旋转矩阵，从局部旋转矩阵计算得到局部坐标，返回给计算后的局部坐标。
本发明中方向向量更新模块更新世界坐标系中的世界坐标值时，将世界坐标标记设置为true，局部坐标标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界坐标为主。获取世界坐标系的坐标时，需要判断世界坐标标记以及局部坐标标记，世界坐标标记为true时，直接返回世界坐标值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵，通过父节点旋转矩阵以及局部旋转矩阵得到世界旋转矩阵，再计算得到世界坐标系的坐标并返回。其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的坐标。
本发明中方向向量更新模块的局部坐标系中旋转的更新，当前物体如作战单元节点的局部旋转时，更新局部坐标系中的旋转值，并且将局部旋转标记设置为true，世界旋转标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的局部旋转为主。获取局部旋转时，需要判断局部旋转标记以及世界旋转标记，局部旋转标记为true时，直接返回局部旋转值，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的旋转，返回给计算后的局部坐标系的旋转。
本发明中方向向量更新模块对世界坐标系的旋转的更新时，更新当前物体如作战单元节点的世界坐标系的旋转时，更新世界坐标系的旋转值，并且将世界坐标系的旋转标记设置为true，局部坐标系的旋转标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界旋转为主。获取世界坐标系的旋转时，需要判断世界旋转标记以及局部旋转标记，世界坐标系的旋转标记为true时，直接返回世界坐标系的旋转值，而不需要修改对应坐标系的旋转矩阵，否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵；通过父节点的旋转矩阵以及局部坐标系的旋转矩阵得到世界坐标系的旋转矩阵，再计算得到世界坐标系的旋转并返回。其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的旋转。
本发明中方向向量更新模块对局部坐标系的缩放的更新时，更新当前物体如作战单元节点的局部坐标系的缩放时，更新局部坐标系的缩放值，并且将局部坐标系的缩放标记设置为true，世界坐标系的缩放标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的局部缩放为主。获取局部坐标系的缩放时，需要判断局部坐标系的缩放标记以及世界坐标系的缩放标记，局部坐标系的缩放标记为true时，直接返回局部缩放值，而不必修改对应坐标系的旋转矩阵；否则需要通过全局坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的缩放，返回给计算后的局部坐标系的缩放。
本发明中的方向向量更新模块对世界坐标系的缩放更新时，更新当前物体如作战单元节点的世界坐标系的缩放时，更新世界坐标系的缩放值，并且将世界坐标系的缩放标记设置为true，局部坐标系的缩放标记设置为false，表示当前处理优先顺序为以当前的世界坐标系的缩放为主。获取世界坐标系的缩放时，需要判断世界坐标系的缩放标记以及局部坐标系的缩放标记，世界坐标系的缩放标记为true时，直接返回世界坐标系的缩放值，而不修改对应坐标系的旋转矩阵；否则需要通过局部坐标系的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，然后用相同的方法更新父节点的旋转矩阵，通过父节点旋转矩阵以及局部坐标系的旋转矩阵得到世界坐标系的缩放矩阵，再计算得到世界坐标系的缩放并返回。其中需要计算父节点的旋转矩阵，然后和当前节点的旋转矩阵相乘，然后通过decompose函数得到世界坐标系的缩放。
在本发明中，所述仿真系统中包括多个作战单元节点，按照帧为单位更新所述作战单元节点的方向向量；仿真系统可以通过监控系统中作战单元节点的熵值和系统整体的熵，发现异常情况，进而进行问题排查和调试，具体来说：系统通过熵监控模块周期性地计算作战单元节点的熵值，并将其传输给中央控制作战单元节点或监控中心。熵值反映了作战单元节点的状态变化和活动程度，可以用作异常检测和系统性能评估的指标。通过设定熵值的阈值，系统可以快速检测出熵值超过阈值的作战单元节点，标记为异常作战单元节点。监控系统会触发异常检测和定位流程，利用熵值的变化趋势、作战单元节点之间的熵差等信息，定位可能存在问题的作战单元节点或模块。作战单元节点熵（Node Entropy）： 假设系统中有N个作战单元节点，每个作战单元节点的坐标转换复杂度分别为C_i（i=1,2,...,N），可以定义作战单元节点熵为NE：
其中，P(i)表示第i个作战单元节点的选择概率，可以基于作战单元节点的负载或其他因素进行计算。
本发明中为了得到系统整体的熵，引入坐标转换熵，坐标转换熵（CoordinateTransformation Entropy）： 假设坐标转换的复杂度可以度量为一个熵值，用于衡量作战单元节点之间的坐标转换负载的不确定性：
其中，P(i)表示第i个作战单元节点进行坐标转换的概率。
系统熵（System Entropy）： 将作战单元节点熵、坐标转换熵结合起来，可以定义系统熵为SE_sys：
SE_sys = NE + CE
系统熵可以基于作战单元节点熵和坐标转换熵的加权平均值来计算，其中作战单元节点的权重可以根据其重要性或资源贡献度来确定。
阈值设置与异常检测：系统可以设置系统熵的阈值，用于判断系统的正常和异常状态。当系统熵超过预设阈值时，系统会触发异常检测流程，标记系统为异常状态，并通知相关人员进行处理。
可视化与报警：通过可视化界面或报警系统，将系统熵的实时变化展示给系统操作员或监控人员。他们可以通过监控系统的变化趋势和异常报警来了解系统的状态，及时采取措施解决问题。
故障诊断与优化：系统熵可以用于故障诊断和性能优化。当系统熵异常高或持续增长时，系统可以通过分析作战单元节点熵值、资源利用率、任务分配等信息，找出问题所在，并采取相应的措施进行故障排查和性能优化，以提高系统的稳定性和效率。
本发明还提出了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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的仿真系统中更新物体方向向量的方法。
综上所述，以上仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。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。
对于本领域技术人员而言，显然本发明实施例不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明实施例的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明实施例。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明实施例的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明实施例内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统、装置或终端权利要求中陈述的多个单元、模块或装置也可以由同一个单元、模块或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施方式仅用以说明本发明实施例的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本发明实施例进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明实施例的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本发明实施例的技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，包括：
在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；
根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；
当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
2.如权利要求1所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，所述仿真系统中包括多个作战单元节点，按照帧为单位更新所述作战单元节点的方向向量；仿真系统可以通过监控系统中作战单元节点的熵值和系统整体的熵，发现异常情况，进而进行问题排查和调试。
3.如权利要求1或2所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，所述方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的包括坐标、旋转或缩放三个特征中至少任意一个的变化。
4.如权利要求3所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，若所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位设置为真，且所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位设置为假，则直接返回所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放的变化，而不修改所述局部坐标系的旋转矩阵。
5.如权利要求3所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，若所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，且若所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，则直接返回所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放的变化，而不修改所述世界坐标系的旋转矩阵。
6.如权利要求3所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，若所述局部坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，且所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，则通过世界坐标系中坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系的旋转矩阵，从局部坐标系的旋转矩阵计算得到局部坐标系的坐标、旋转或缩放的变化并返回。
7.如权利要求3所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，若所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放发生变化，所述作战单元节点在世界坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为假，且所述作战单元节点在局部坐标系的对应的坐标、旋转或缩放的标志位为真，则通过局部坐标系中的坐标、旋转以及缩放更新局部坐标系中的旋转矩阵，然后通过世界坐标系中的坐标、旋转以及缩放更新父节点的旋转矩阵；通过父节点的旋转矩阵以及局部坐标系中的旋转矩阵得到世界坐标系中的旋转矩阵，再计算得到所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放的变化并返回。
8.如权利要求7所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法，其特征在于，将父节点的旋转矩阵与局部坐标系中的旋转矩阵相乘，得到世界坐标系中的旋转矩阵，通过decompose函数解析后得到所述世界坐标系的坐标、旋转或缩放。
9.一种仿真系统更新作战单元方向向量的装置，其特征在于，包括：
标志位定义模块，用于在仿真系统中设置表示作战单元节点在仿真系统空间中的方向向量在局部坐标系和世界坐标系中变化的标志位；
标志位设置模块，用于根据局部坐标系或世界坐标系的处理优先顺序，将所述作战单元节点在局部坐标系和世界坐标系中的所述方向向量的对应的标志位设置为真，另一个设置为假；
方向向量更新模块，用于当需要更新所述作战单元节点在局部坐标系或世界坐标系中任一个的方向向量发生变化时，且发生变化的所述对应的坐标系的标志位为真，则直接返回所述方向向量的变化，而并不修改所述对应的坐标系的旋转矩阵。
10.一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有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的仿真系统更新作战单元方向向量的方法。
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Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040098236A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-05-20 | Evans & Sutherland Computer Corporation | System and method for modeling a spheroid world database |
| WO2017092307A1 (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 乐视控股（北京）有限公司 | 模型渲染方法及装置 |
| CN112527112A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-19 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种多通道沉浸式流场可视化人机交互方法 |
| CN113536528A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-10-22 | 中国人民解放军军事科学院评估论证研究中心 | 一种无护航编队情况下预警机战术行为模拟方法及系统 |
-
2023
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Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20040098236A1 (en) * | 2002-07-19 | 2004-05-20 | Evans & Sutherland Computer Corporation | System and method for modeling a spheroid world database |
| WO2017092307A1 (zh) * | 2015-12-01 | 2017-06-08 | 乐视控股（北京）有限公司 | 模型渲染方法及装置 |
| CN112527112A (zh) * | 2020-12-08 | 2021-03-19 | 中国空气动力研究与发展中心计算空气动力研究所 | 一种多通道沉浸式流场可视化人机交互方法 |
| CN113536528A (zh) * | 2021-05-14 | 2021-10-22 | 中国人民解放军军事科学院评估论证研究中心 | 一种无护航编队情况下预警机战术行为模拟方法及系统 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| 曹静;袁建平;罗建军;: "一组新的四元数轨道要素建模方法", 中国空间科学技术, no. 05 * |
| 柳庆武;胡晓惠;欧阳冠军;: "基于刚体运动学仿真的坦克训练模拟系统研究", 系统仿真学报, no. 05 * |
| 王华兵;张德锋;汪连栋;聂孝亮;薛原;: "Vega Prime实时视景仿真中实体姿态角研究与应用", 航空计算技术, no. 02 * |
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