一种面向空中态势感知的空间剖分方法技术

本发明专利技术提出一种面向空中态势感知的空间剖分方法，所述方法包括：获取飞行器自身的空中姿态，及飞行器与待感知物体之间的距离；依据所述飞行器自身的空中姿态，获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息；依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体；依据所述用于空间剖分的正十二面体，获取待感知物体的空间方位指示。本申请能转变现有理性的空中目标定位为直观感性的目标方位指示，有利于提升空中态势感知的直观性，促进身处飞行器中的人类/智能体快速做出决策。

【技术实现步骤摘要】
一种面向空中态势感知的空间剖分方法
本专利技术属于空中态势感知
，尤其涉及一种面向空中态势感知的空间剖分方法。
技术介绍
空中态势感知是空中目标威胁评估、火力分配和空战机动决策的依据，其准确性和时效性对赢得空战胜利具有至关重要的影响。空间剖分是依据一定的规则将空间划分成多个区域，在用于空中物体定位时，常采用平面法、八象限法和三阶魔方法等。现有技术的方法可以给出空间物体的定位，辅助身处飞行器中的人类或智能体进行态势评估。然而，这些方法传递给人类的方位信息还不够直观，具有浓重的理论特色，在经验知识不够丰富的情况下，人类/智能体难以根据上述方法确定的空中物体位置进行快速的机动规避/机动攻击决策。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种面向空中态势感知的空间剖分方法。基于本专利技术实施例，公开一种面向空中态势感知的空间剖分方法，包括：获取飞行器自身的空中姿态，及飞行器与待感知物体之间的距离；依据所述飞行器自身的空中姿态，获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息；依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体；依据所述用于空间剖分的正十二面体，获取待感知物体的空间方位指示。在一个实施例中，所述用于空间剖分的正十二面体中的两个正五边形与飞行器的纵轴垂直；所述待感知物体的质心位于所述空间剖分的正十二面体的外表面。在一个实施例中，所述用于空间剖分的正十二面体中的前向面处于最下方的边和后向面处于最上方的边与飞行器横轴平行，其中前向面与水平面夹角为90°-α，α是飞行器纵轴与水平面的夹角。在一个实施例中，所述依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体，包括：获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息；依据所述飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径的第一正十二面体；判断待感知物体的质心是否在所述第一正十二面体的外表面；如果是，则将所述第一正十二面体作为用于空间剖分的正十二面体；如果否，则依据所述飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为外接球半径的第二正十二面体；判断待感知物体的质心是否在所述第二正十二面体的外表面；如果是，则将所述第二正十二面体作为用于空间剖分的正十二面体；如果否，则用于空间剖分的正十二面体的内切球半径在所述第一正十二面体和所述第二正十二面体的内切球半径之间，将这种情况下用于空间剖分的正十二面体记为第三正十二面体。在一个实施例中，所述第二正十二面体的内切球半径为：式中，r0为第二正十二面体的内切球半径，d为飞行器与待感知物体之间的距离。在一个实施例中，当所述第三正十二面体是用于空间剖分的正十二面体时，所述飞行器的质心与所述待感知物体的质心之间的连线穿过所述第二正十二面体。在一个实施例中，如果用于空间剖分的正十二面体是第三正十二面体，所述飞行器的质心与所述待感知物体的质心之间的连线L与水平面的夹角为β，飞行器纵轴与水平面的夹角为α，飞行器与待感知物体之间的距离为d，则：当L与所述用于空间剖分的正十二面体前向面都在水平面的一侧时，包括：90°-α≥β时，所述飞行器的质心与所述待感知物体的质心之间的连线L与所述用于空间剖分的正十二面体前向面的夹角γ取值为90°-α-β；90°-α<β时，所述飞行器的质心与所述待感知物体的质心之间的连线L与所述用于空间剖分的正十二面体前向面的夹角γ取值为α+β-90°；因此，当L与所述用于空间剖分的正十二面体的前向面都在水平面的一侧时，所述用于空间剖分的正十二面体的内切球半径为：r0＝d×sin(|90°-α-β|)(2)当L与所述用于空间剖分的正十二面体的前向面都在水平面的两侧时，所述飞行器的质心与所述待感知物体的质心之间的连线L与所述用于空间剖分的正十二面体前向面的夹角γ取值为90°-α+β，此时，所述用于空间剖分的正十二面体的内切球半径为：r0＝d×sin(90°-α+β)(3)在一个实施例中，所述获取待感知物体的空间方位指示，是指对用于空间剖分的正十二面体外表面进行统一编号，根据待感知物体质心所处位置，得到相应的面编号；当处于飞行器上的人类/智能体获得待感知物体所处位置的面编号和距离信息时，就能获得待感知物体所处方位的直观认识，从而快速做出机动规避/机动攻击决策。与现有技术相比，本专利技术具有如下优点：采用本专利技术的面向空中态势感知的空间剖分方法，以飞行器的空中姿态及飞行器与待感知物体的距离、待感知物体的位置等信息为依据，使用正十二面体进行空间剖分，能转变现有理性的空中目标定位为直观感性的目标方位指示，有利于提升空中态势感知的直观性，辅助身处飞行器中的人类/智能体快速做出决策。附图说明图1为本专利技术提出的面向空中态势感知的空间剖分方法的流程图；图2为本专利技术提出的面向空中态势感知的空间剖分方法的一个实施例的示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下面结合附图和实施例对本专利技术提供的一种面向空中态势感知的空间剖分方法进行更详细地说明。在一个具体的实施例中，如图1所示，所述面向空中态势感知的空间剖分方法包括：步骤101，获取飞行器自身的空中姿态，及飞行器与待感知物体之间的距离。具体的，飞行器与待感知物体之间的距离为飞行器的质心与待感知物体的质心之间的距离。步骤102，依据所述飞行器自身的空中姿态，获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息。步骤103，依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体。具体的，在本申请的一个实施例中，所述用于空间剖分的正十二面体中的两个正五边形与飞行器的纵轴垂直；所述待感知物体的质心位于所述空间剖分的正十二面体的外表面。所述用于空间剖分的正十二面体是以飞行器质心为中心，以飞行器纵轴为方位参考，以飞行器与待感知物体之间的距离作为正十二面体内本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向空中态势感知的空间剖分方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取飞行器自身的空中姿态，及飞行器与待感知物体之间的距离；/n依据所述飞行器自身的空中姿态，获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息；/n依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体；/n依据所述用于空间剖分的正十二面体，获取待感知物体的空间方位指示。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向空中态势感知的空间剖分方法，其特征在于，所述方法包括：
获取飞行器自身的空中姿态，及飞行器与待感知物体之间的距离；
依据所述飞行器自身的空中姿态，获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息；
依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体；
依据所述用于空间剖分的正十二面体，获取待感知物体的空间方位指示。


2.根据权利要求1所述的面向空中态势感知的空间剖分方法，其特征在于，所述用于空间剖分的正十二面体的两个正五边形与飞行器的纵轴垂直；
所述待感知物体的质心位于所述用于空间剖分的正十二面体的外表面。


3.根据权利要求2所述的面向空中态势感知的空间剖分方法，其特征在于，所述用于空间剖分的正十二面体的前向面处于最下方的边和后向面处于最上方的边与飞行器横轴平行，其中前向面与水平面夹角为90°-α，α是飞行器纵轴与水平面的夹角。


4.根据权利要求1所述的面向空中态势感知的空间剖分方法，其特征在于，所述依据飞行器的质心、纵轴和横轴信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径计算依据的用于空间剖分的正十二面体，包括：
获取飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息；
依据所述飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为内切球半径的第一正十二面体；
判断待感知物体的质心是否在所述第一正十二面体的外表面；
如果是，则将所述第一正十二面体作为用于空间剖分的正十二面体；
如果否，则依据所述飞行器的质心、纵轴和横轴信息，飞行器与待感知物体之间的距离信息，建立以飞行器质心为中心、以飞行器纵轴和横轴为方位参考、以飞行器与待感知物体之间的距离为外接球半径的第二正十二面体；
判断待感知物体的质心是否在所述第二正十二面体的外表面；
如果是，则将所述第二正十二面体作为用于空间剖分的正十二面体；
如果否，则用于空间剖分的正十二面体的内切球半径在所...

【专利技术属性】
技术研发人员：董献洲，徐浩，吴文波，刘洁，彭超，贾珺，雷霆，邱凯，樊硕，李珩，
申请(专利权)人：中国人民解放军军事科学院战争研究院，
类型：发明
国别省市：北京;11