[發(fā)明專利]一種目標(biāo)軌跡模擬方法及裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111565184.2
• 申請(qǐng)日: 2021-12-20
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114332418B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚超;王江楓;李亞憶;李廣德;吳道廣;甘沅豐;王義;吳新;史亞鋒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十二研究所
• 主分類號(hào): G06T19/00
• 分類號(hào): G06T19/00;G06T11/20;G06F30/20
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發(fā)明公開(kāi)了一種目標(biāo)軌跡模擬方法及裝置，通過(guò)設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)，對(duì)于當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)結(jié)束時(shí)目標(biāo)速度以及對(duì)應(yīng)的加速度和角速度，并據(jù)此計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)平均速度和平均角速度，從而預(yù)測(cè)出本時(shí)間步長(zhǎng)剩余時(shí)間內(nèi)最大運(yùn)動(dòng)距離和最大轉(zhuǎn)向角，并計(jì)算下一個(gè)路徑點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)的方位角、俯仰角和斜距，確定出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)朝向的方位角，然后運(yùn)動(dòng)到下一個(gè)位置，更新當(dāng)前目標(biāo)狀態(tài)，在運(yùn)動(dòng)到最后一個(gè)路徑點(diǎn)時(shí)結(jié)束運(yùn)動(dòng)模擬。本發(fā)明對(duì)于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)的模擬更加精確。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于目標(biāo)軌跡模擬技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種目標(biāo)軌跡模擬方法及裝置。

背景技術(shù)

在偵察系統(tǒng)的裝備功能性能試驗(yàn)中，往往需要利用合作目標(biāo)進(jìn)行試驗(yàn)。合作目標(biāo)可采用真實(shí)目標(biāo)和數(shù)字仿真目標(biāo)。使用真實(shí)目標(biāo)(如無(wú)人機(jī))測(cè)試更接近實(shí)際的作戰(zhàn)場(chǎng)景，但測(cè)試成本較高，測(cè)試過(guò)程也較為復(fù)雜。數(shù)字仿真目標(biāo)軌跡模擬會(huì)建立目標(biāo)的運(yùn)動(dòng)模型，根據(jù)目標(biāo)的固有屬性和運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)計(jì)算運(yùn)動(dòng)姿態(tài)，并發(fā)送給需要測(cè)試的裝備或模擬器。

現(xiàn)有技術(shù)對(duì)目標(biāo)運(yùn)動(dòng)軌跡的模擬大多基于wgs-84或類似的地理坐標(biāo)系，均為三維直角坐標(biāo)系。在距離較近時(shí)，動(dòng)目標(biāo)在地面上按最短路徑到達(dá)某點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡接近直線，在直角坐標(biāo)系下對(duì)目標(biāo)軌跡進(jìn)行模擬可以得出近似解。但偵察系統(tǒng)區(qū)域范圍較大，考慮到地球是一個(gè)橢球體，地面目標(biāo)與低慢小飛行器的運(yùn)動(dòng)軌跡并非直線，仍在直角坐標(biāo)系下模擬目標(biāo)軌跡會(huì)產(chǎn)生較大誤差。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)的目的是提供一種目標(biāo)軌跡模擬方法及裝置，以克服在直角坐標(biāo)系下模擬目標(biāo)軌跡會(huì)產(chǎn)生較大誤差的問(wèn)題。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本申請(qǐng)技術(shù)方案如下：

一種目標(biāo)軌跡模擬方法，包括：

步驟S1、設(shè)置時(shí)間步長(zhǎng)，輸入目標(biāo)的屬性及經(jīng)過(guò)的路徑點(diǎn)，初始化目標(biāo)的當(dāng)前狀態(tài)；

步驟S2、對(duì)于當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)結(jié)束時(shí)目標(biāo)速度以及對(duì)應(yīng)的加速度和角速度，并據(jù)此計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)平均速度和平均角速度，從而預(yù)測(cè)出本時(shí)間步長(zhǎng)剩余時(shí)間內(nèi)最大運(yùn)動(dòng)距離和最大轉(zhuǎn)向角；

步驟S3、將目標(biāo)當(dāng)前的位置和下一個(gè)路徑點(diǎn)的經(jīng)緯度代入Vincenty逆解公式，計(jì)算下一個(gè)路徑點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)的方位角、俯仰角和斜距；

步驟S4、比較下一個(gè)路徑點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)的方位角與本時(shí)間步長(zhǎng)剩余時(shí)間內(nèi)最大轉(zhuǎn)向角，確定出目標(biāo)運(yùn)動(dòng)朝向的方位角；

步驟S5、判斷目標(biāo)當(dāng)前位置與下一個(gè)路徑點(diǎn)之間的斜距是否大于本時(shí)間步長(zhǎng)剩余時(shí)間內(nèi)最大運(yùn)動(dòng)距離，如果大于，轉(zhuǎn)入步驟S6，否則，轉(zhuǎn)入步驟7；

步驟S6、目標(biāo)按照下一個(gè)路徑點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)的俯仰角和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)朝向的方位角運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離為所述最大運(yùn)動(dòng)距離，并通過(guò)Vincenty正解公式計(jì)算出當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)結(jié)束時(shí)的結(jié)束方位和位置，輸出目標(biāo)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，重置剩余時(shí)間轉(zhuǎn)入步驟S2進(jìn)行下一個(gè)時(shí)間步長(zhǎng)的計(jì)算；

步驟S7、目標(biāo)按照下一個(gè)路徑點(diǎn)相對(duì)目標(biāo)的俯仰角和目標(biāo)運(yùn)動(dòng)朝向的方位角運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)距離為所述斜距，并通過(guò)Vincenty正解公式計(jì)算出到達(dá)下一路徑點(diǎn)時(shí)的結(jié)束方位和位置，判斷是否還存在下一個(gè)路徑點(diǎn)，如果存在，則計(jì)算剩余時(shí)間后返回步驟S3，否則輸出目標(biāo)當(dāng)前的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，目標(biāo)軌跡模擬完成。

進(jìn)一步的，所述對(duì)于當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)，計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)結(jié)束時(shí)目標(biāo)速度以及對(duì)應(yīng)的加速度和角速度，并據(jù)此計(jì)算當(dāng)前時(shí)間步長(zhǎng)內(nèi)平均速度和平均角速度，從而預(yù)測(cè)出本時(shí)間步長(zhǎng)剩余時(shí)間內(nèi)最大運(yùn)動(dòng)距離和最大轉(zhuǎn)向角，包括：