[發明專利]一種用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法

有效

• 申請號: 202210980518.0
• 申請日: 2022-08-16
• 公開（公告）號: CN115063324B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 劉辰煒;張臻;呂文強;汪靜
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第二十八研究所
• 主分類號: G06T5/00
• 分類號: G06T5/00;G06T7/60;G06T7/64;G06T7/70;G06F17/18
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 柏尚春

1.一種用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

（1）距離設定：根據實際應用場景，將島礁抽象為平面上的一個多邊形，設定多邊形各條邊外推的距離以及多邊形凹角情況下拐角平滑處理的半徑；

（2）凹凸判斷：遍歷多邊形所有角，以角所在位置為起點，沿兩邊作兩條向量，根據向量的正向旋轉角度判斷多邊形的角是凸角還是凹角；

（3）邊線外推：將多邊形所有角的兩邊按設定距離進行外推，外推線分別與對應邊平行且兩兩相交形成與多邊形角度一致的凹凸角；

（4）平滑處理：對于多邊形凸角，若該凸角到其對應的任意一條外推線的最短距離一致，以該距離為半徑、該凸角所在點為圓心作圓，連接兩條外推線，實現該凸角兩條外推線的平滑連接；對于多邊形凹角，以凹角所在點為起點作一條射線，該射線穿過對應兩條外推線的交點，在射線上找一點，使其在外推線所組成的凹角范圍內，若該點到兩條外推線的距離皆等于拐角平滑處理半徑，以該點為圓心、到外推線的距離為半徑作圓，連接兩條外推線，實現該凹角兩條外推線的平滑連接；

（5）切點連接：依次將多邊形所有角的順時針方向第一個切點與上一個角順時針方向第二個切點相連，結合所有角用以平滑處理的圓弧段，形成該島礁邊線平滑處理后的封閉外推線。

2.根據權利要求1所述的用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法，其特征在于：所述步驟（1）包括將多邊形各條邊外推的距離設定為，其中；拐角平滑處理的半徑設定為，其中。

3.根據權利要求1所述的用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法，其特征在于：所述步驟（2）包括：假設多邊形的任意一個角為，其中為多邊形角的索引，且；角所在點的位置用平面直角坐標表示為，結合角和角所在點的位置、作到的兩條向量，分別為，且、，進一步將向量坐標拓展到三維空間，即、，其中為三維空間第三根軸上的坐標，且，假設為正向旋轉到的角度，計算兩個向量的叉乘，計算公式如下：

代入計算得：

其中，向量即為三維空間中同時垂直于向量的向量，用的取值判斷角的凹凸情況，若則有，角為多邊形的凸角；若則有，角為多邊形的凹角；由于角兩條向量不平行，排除的情況，

其中的計算公式如下：

。

4.根據權利要求1所述的用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法，其特征在于：所述步驟（3）包括將多邊形所有角的兩邊按設定距離進行外推，外推線與其對應邊平行，并且外推線兩兩相交形成與多邊形對應角一致的凹凸角，即。

5.根據權利要求1所述的用于數據稀疏島礁的邊線平滑外推方法，其特征在于：步驟（4）所述多邊形凸角的平滑處理包括：

當角為多邊形凸角時，以為半徑、角所在點為圓心與角同向作圓，標注為，實現凸角兩條外推線的平滑連接，

其中，圓與兩條外推線的切點為、，其位置用直角坐標表示為，切點的具體位置計算公式如下：

上述計算公式中若或，則、根據分子的正負替換為或，將圓從到的凸角方向圓弧段分別與兩條外推線連接，實線外推線在凸角處的平滑過渡。