基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置，CPU遍历每个目标点的坐标，利用GPU调取所述计算数组，所述GPU根据每个目标点的坐标以每个目标点为起始点构建水平射线，计算所述水平射线与所述限制区域的每条边界线段的交点坐标，并将计算的交点坐标值发送至CPU,CPU进行多线程处理逻辑判断，判断每个点与该计算的线段放到一个数组内，然后将这个数组传送到GPU，GPU的并发运算单元对数组内的每个元素进行计算，算出交点的坐标，然后传回内存，CPU再根据交点坐标判断是否在线段上，进而计算该点与区域的边的交点个数，得到点是否在区域内的判断。

GPU based multi target area restriction early warning method and device

A GPU-based multi-target region restriction early warning method and device is proposed in this paper. The CPU traverses the coordinates of each target point and calls the calculation array using the GPU. According to the coordinates of each target point, the GPU constructs a horizontal ray with each target point as the starting point, and calculates each horizontal ray and each restricted area. The coordinates of the intersection points of the boundary line segments are sent to the CPU. The CPU processes the logic judgment of multi-threading, judges that each point and the calculated line segments are placed in an array, and then transmits the array to the GPU. The GPU's concurrent operation unit calculates the coordinates of each element in the array, and calculates the coordinates of the intersection points. Then it returns to the memory, and the CPU determines whether the point is on the line segment according to the coordinates of the intersection points, and then calculates the number of intersections between the point and the edge of the region to get the judgment of whether the point is in the region.

【技术实现步骤摘要】
基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置
本专利技术涉及区域检测
，特别涉及一种基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置。
技术介绍
在航空，航海，公路交通等活动中，有些目标往往需要被限制在某些区域内，或者是某些区域不得进入等。这些区域要么比较敏感，要么是目标的活动范围，对于目标的进入或者移出需要向管理层汇报，未批准的目标进出需要及时报警。传统上，雷达，云平台等系统屏幕上可以明确显示区域内目标的活动情况，监控者用肉眼即可发现，但监控者会有换班，休息，屏幕有时也需要关闭，这些情况的发生往往会造成系统在一段时间内不能对区域内的目标进行监控。目前也有一些自动监控的方法，但这些方法不能及时对大量目标进行分析，监控，而且利用了大量的CPU资源，对平台的运算造成影响。
技术实现思路
本专利技术的目的旨在至少解决所述的技术缺陷之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置，采用CPU和GPU相结合的架构形式，采用射线交点法判断目标点是否在限制区域内部，通过CPU进行多线程处理逻辑判断，结合GPU进行并发高效处理浮点运算，实现了多目标点多限制区域快速判断，减少了CPU的资源占用，提高了响应速度。为了实现上述目的，本专利技术一方面的实施例提供一种基于GPU的多目标区域限制预警方法,包括以下步骤，步骤S1，利用CPU建立参考坐标系，获取每个限制区域对应的坐标，获取目标点的坐标；CPU将获取的目标点坐标和限制区域坐标，存储至预设计算数组；步骤S2，CPU遍历每个目标点的坐标，利用GPU调取每个目标点所属的计算数组，GPU针对当前一个目标点对应的所述计算数组中的所有限制区域,根据当前一个目标点的坐标,以该目标点为起始点构建水平射线，计算所述水平射线与所述限制区域的每条边界线段的交点坐标，并将计算的交点坐标值发送至CPU；完成后跳转下一个目标点，以此类推，直至计算出所有目标点与所述计算数组中所有限制区域的交点坐标；步骤S3，CPU根据接收到的交点的坐标，判断交点是否在所述限制区域的边界线段上，计算所述水平射线与所述限制区域的交点数，根据交点数判断目标点是否落在限制区域里面。优选的，在步骤S1中，在所述预设计算数组中，如果目标点的纵坐标落入某个限制区域的边界线段纵坐标范围内，则将该目标点的坐标和边界线段的端点坐标存入同一计算数组。优选的，在步骤S2中，在判断目标点是否落入限制区域中时，构建每个所述限制区域的外接矩形，判断目标点的纵坐标是否落在所述外接矩形中，如果目标点的纵坐标落在所述外接矩形中，则控制GPU处理单元计算所述水平射线与边界线段的交点坐标；如果目标点的纵坐标没有落在外接矩形中，直接判定该目标点不在限制区域中。进一步，如果目标点的纵坐标落入了所述外接矩形中，则在步骤S3中进一步根据直线方程计算目标点的横坐标是否在所述限制区域的边界线段上。优选的，在步骤S3中，所述水平射线与所述限制区域的边界线段的交点数为偶数时，则该目标点落在限制区域内部，如果交点数为奇数则该目标点落在限制区域外部。本专利技术还提供一种基于GPU的多目标区域限制预警装置，包括CPU处理单元和GPU处理单元；所述CPU处理单元用于设置参考坐标系，并将每个限制区域对应的坐标和目标点坐标，存储至计算数组中；所述CPU处理单元遍历每个目标点的坐标，控制GPU处理单元调取所述计算数组；所述GPU处理单元用于针对当前一个目标点对应的所述计算数组中的所有限制区域进行交点坐标计算；包括根据当前一个目标点的坐标,以该目标点为起始点构建水平射线，计算所述水平射线与所述限制区域的每条边界线段的交点坐标，并将计算的交点坐标值发送至CPU处理单元；完成后跳转下一个目标点，以此类推，直至计算出所有目标点与所述计算数组中所有限制区域的交点坐标；所述CPU处理单元进一步用于根据接收到的交点的坐标，判断交点是否在所述限制区域的边界线段上，并计算所述水平射线与所述限制区域的交点数，根据交点数判断目标点是否落在限制区域里面。优选的，在预存储单元中，预设计算数组时，如果目标点的纵坐标落入某个限制区域的边界线段纵坐标范围内，则将该目标点的坐标和边界线段的端点坐标存入同一计算数组。优选的，所述CPU处理单元还包括预处理单元，所述预处理单元用于构建每个所述限制区域的外接矩形，如果目标点的纵坐标落在所述外接矩形中，则控制GPU处理单元计算所述水平射线与边界线段的交点坐标；如果目标点的纵坐标没有落在外接矩形中，直接断定该目标点不在限制区域中。进一步，如果目标点的纵坐标落入了所述外接矩形中，GPU处理单元根据直线方程计算目标点的横坐标是否在所述限制区域的边界线段上。优选的，所述判断单元在根据交点个数进行判断时，如果水平射线与所述限制区域的边界线段的交点数为偶数时，则该目标点落在限制区域内部，如果交点数为奇数则该目标点落在限制区域外部。根据本专利技术实施例的一种基于GPU的多目标区域限制预警方法与装置，采用CPU和GPU相结合的架构形式，采用射线交点法判断目标点是否在限制区域内部，通过CPU进行多线程处理逻辑判断，结合GPU进行并发高效处理浮点运算，实现了多目标点多限制区域快速判断，减少了CPU的资源占用，提高了响应速度，避免对监控平台造成资源占用的影响。本专利技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。附图说明本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：图1为本专利技术实施例的一种基于GPU的多目标区域限制预警方法的流程图图2为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的实施例中构建限制区域外接矩形的示意图；图3为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的实施例中计算交点坐标的示意图；图4(a)为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的实施例中CPU遍历目标点和限制区域的流程图；图4(b)为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的实施例中CPU构建计算数组的流程图；图5为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的实施例中判断目标点是否在限制区域内的流程图；图6为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警方法及装置的另一个实施例的示意图图7为本专利技术一种基于GPU的多目标区域限制预警装置的示意图。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。如图1所示，本专利技术实施例的一种基于GPU的多目标区域限制预警方法,包括以下步骤，步骤1，利用CPU建立参考坐标系，提取每个限制区域的顶点，并将各个顶点换算成参考坐标系的坐标值，即可将每个限制区域采用坐标的形式表示，CPU获取每个限制区域对应的坐标，采用北斗/GPS等卫星定位系统获取目标点的坐标；CPU将获取的目标点坐标和限制区域坐标，存储至预设计算数组；在步骤S1中，在预设计算数组中，如果目标点的纵坐标落入某个限制区域的边界线段纵坐标范围内，则将该目标点的坐标和边界线段的端点坐标存入同一计算数组。需要说明的是，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于GPU的多目标区域限制预警方法,其特征在于，包括以下步骤，步骤S1，利用CPU建立参考坐标系，获取每个限制区域对应的坐标，获取目标点的坐标；CPU将获取的目标点坐标和限制区域坐标，存储至预设的计算数组；步骤S2，CPU遍历每个目标点的坐标，利用GPU调取每个目标点所属的计算数组，GPU针对当前一个目标点对应的所述计算数组中的所有限制区域,根据当前一个目标点的坐标,以该目标点为起始点构建水平射线，计算所述水平射线与所述限制区域的每条边界线段的交点坐标，并将计算的交点坐标值发送至CPU；完成后跳转下一个目标点，以此类推，直至计算出所有目标点与所述计算数组中所有限制区域的交点坐标；步骤S3，CPU根据接收到的交点的坐标值，判断交点是否在所述限制区域的边界线段上，计算所述水平射线与所述限制区域的交点数，根据交点数判断目标点是否落在限制区域里面。

【技术特征摘要】
1.一种基于GPU的多目标区域限制预警方法,其特征在于，包括以下步骤，步骤S1，利用CPU建立参考坐标系，获取每个限制区域对应的坐标，获取目标点的坐标；CPU将获取的目标点坐标和限制区域坐标，存储至预设的计算数组；步骤S2，CPU遍历每个目标点的坐标，利用GPU调取每个目标点所属的计算数组，GPU针对当前一个目标点对应的所述计算数组中的所有限制区域,根据当前一个目标点的坐标,以该目标点为起始点构建水平射线，计算所述水平射线与所述限制区域的每条边界线段的交点坐标，并将计算的交点坐标值发送至CPU；完成后跳转下一个目标点，以此类推，直至计算出所有目标点与所述计算数组中所有限制区域的交点坐标；步骤S3，CPU根据接收到的交点的坐标值，判断交点是否在所述限制区域的边界线段上，计算所述水平射线与所述限制区域的交点数，根据交点数判断目标点是否落在限制区域里面。2.根据权利要求1所述的基于GPU的多目标区域限制预警方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述预设计算数组中，如果目标点的纵坐标落入至少一个限制区域的边界线段纵坐标范围内，则将该目标点的坐标和边界线段的端点坐标存入同一计算数组。3.根据权利要求1所述的基于GPU的多目标区域限制预警方法，其特征在于，在步骤S2中，在判断目标点是否落入限制区域中时，构建每个所述限制区域的外接矩形，判断目标点的纵坐标是否落在所述外接矩形中，如果目标点的纵坐标落在所述外接矩形中，则控制GPU处理单元计算所述水平射线与边界线段的交点坐标；如果目标点的纵坐标没有落在外接矩形中，直接判定该目标点不在限制区域中。4.根据权利要求3所述的基于GPU的多目标区域限制预警方法，其特征在于，如果目标点的纵坐标落入了所述外接矩形中，则在步骤S3中进一步根据直线方程计算目标点的横坐标是否在所述限制区域的边界线段上。5.根据权利要求1所述的基于GPU的多目标区域限制预警方法，其特征在于，在步骤S3中，所述水平射线与所述限制区域的边界线段的交点数为偶数时，则该目标点落在限制区域内部，如果交点数为奇数则该目标点落在限制区域外部。6.一种基于GPU的多目标区域限制预警装置，其特征在于，包括CPU处理单元和GPU处理单元...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁晓军，黄留进，
申请(专利权)人：南京朝焱智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32