技术特征:
1.一种高频电磁散射遮挡识别方法,其特征在于,包括以下步骤:s1、对目标表面进行三角面元剖分s2、将三角面元投影至投影平面设三角元剖分时目标模型中一三角面元δ
k
的顶点坐标分别为a
k
(x1,y1,z1)、b
k
(x2,y2,z2)、c
k
(x3,y3,z3),k=1,2,...,n,则坐标原点到三角面元中心点的矢量和该三角面元δ
k
外向单位法矢量分别为:其中平面波入射时,若入射方向单位矢量为其投影平面为外向单位法矢量为且经过坐标原点o的平面,则该三角面元δ
k
顶点在投影平面上投影坐标分别为a
′
k
、b
′
k
、c
′
k
,坐标原点o到投影坐标点的矢量表示为:s3、计算投影距离并对三角面元进行降序排序三角面元δ
k
与投影平面的距离l
k
通过下式求出:利用公式(3)计算出目标所有三角面元与投影平面的距离,然后根据投影距离大小对三角面元和其投影三角面元进行降序排序;s4、计算坐标原点至投影三角面元中心点的矢量利用公式(1)计算坐标原点至投影三角面元中心点的矢量s5、计算投影三角面元的平均边长投影三角面元的平均边长为:其中s6、建立亮区三角面元及其投影三角面元集合构建亮区三角面元集合light(δ1,δ2,...,δ
m
),亮区投影三角面元集合light
′
(δ
′1,δ
′2,...,δ
′
m
);用于将后续判断结果依次加入到相应的集合中;s7、利用圆形区域分解技术对亮区集合进行分区过滤依据步骤s3,第一个三角面元距离入射平面波最近,属于亮区,记为δ1,接下来根据排序结果依次判断该三角面元是否被亮区三角面元遮挡,若均不被遮挡,则也属于亮区;对亮区投影三角面元集合light
′
(δ
′1,δ
′2,...,δ
′
m
)进行分区过滤;依据步骤4,若
一待遮挡识别三角面元为δ
ξ
,其坐标原点至投影三角面元δ
′
ξ
中心点的矢量为则该投影三角面元δ
′
ξ
中心点与集合light
′
(δ
′1,δ
′2,...,δ
′
m
)中各投影三角面元中心点的距离表示为:式中,为坐标原点至集合light
′
中投影三角面元δ
′
k
中心点的矢量;当d
k
较大时,三角面元δ
′
ξ
与δ
′
k
相距较远,不会被遮挡;在投影平面上以q
′
ξ
为中心绘制半径为r的圆形区域,剔除投影中心点属于圆形区域外的亮区三角面元,只保留投影中心点属于圆形区域内的亮区三角面元,具体判断公式为:式中,η为区域分解系数,其值越大,遮挡识别准确度越高,同时计算量和占用内存也越大;当σ
k
>0时,将δ
k
和δ
′
k
分别从亮区集合light和light
′
中剔除;当σ
k
≤0时,保留亮区集合light和light
′
中的三角面元δ
k
和δ
′
k
;s8、利用面积比较法判断三角面元是否被分区过滤后的亮区集合三角面元遮挡判断δ
ξ
与分区过滤后的亮区三角面元集合的遮挡关系,集合light中一三角面元为δ
k
,其投影三角面元为,在投影平面上,若δ
′
ξ
中心点q
′
ξ
在三角面元δ
′
k
内部,说明δ
ξ
被δ
k
遮挡;若δ
′
ξ
中心点q
′
ξ
在三角面元δ
′
k
外部,说明δ
ξ
未被δ
k
遮挡,具体通过面积比较法判断:其中,s
δ
表示三角形面积,通过海伦公式计算得到,即式中,a,b,c为三角形的三条边长;当σ
δ
≥0时,说明中心点q
′
ξ
在δ
′
k
外部,即δ
ξ
未被δ
k
遮挡;判断δ
ξ
与分区过滤后所有亮区三角面元的遮挡关系:若均未被遮挡,则δ
ξ
属于亮区,同时将δ
ξ
和δ
′
ξ
分别添加进亮区集合light和light
′
中;若δ
ξ
被亮区集合中任一三角面元遮挡,则δ
ξ
属于暗区,亮区集合light和light
′
保持不变;然后对δ
ξ+1
进行遮挡识别s9、识别目标所有三角面元亮区和暗区依次循环步骤s7和s8,对步骤s3降序排序的所有三角面元进行遮挡识别,直至待遮挡识别三角面元全部识别完毕为止,获得识别目标的亮区和暗区。2.根据权利要求1所述的一种高频电磁散射遮挡识别方法,其特征在于,所述步骤1具体如下实现:利用cad或feko软件建立目标几何模型,然后将目标表面剖分为n个三角面元,记录每个三角面元的顶点坐标,剖分三角面元的边长应不大于目标表面曲率半径的1/8,并且不大于入射波波长的1/2,同时将目标模型中心置于坐标原点。
3.根据权利要求1或2所述的一种高频电磁散射遮挡识别方法,其特征在于,所述步骤7中η=3时,遮挡识别准确度和计算效率更好。
技术总结
本发明属于电磁散射技术领域,提供一种高频电磁散射遮挡识别方法。首先对目标表面进行三角面元剖分,并将三角面元投影至投影平面,通过对目标三角面元进行投影排序,在投影面上采用圆形区域分解技术加速遮挡识别过程,使遮挡识别计算量降低到O(N),同时利用投影面积比较法判断三角面元之间的遮挡关系,相较于传统矩阵方程求解判断方法,简化了遮挡判断过程,从而实现对电大尺寸目标电磁散射特性的高效计算,保证了较高的识别准确度。保证了较高的识别准确度。保证了较高的识别准确度。
技术研发人员:庄庆贺 杨文森 熊正锋 杨猛 姜雨辰
受保护的技术使用者:中国人民解放军63660部队
技术研发日:2022.01.17
技术公布日:2022/4/22