(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210993527.3 (22)申请日 2022.08.18 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市碑林区友谊西 路127号 (72)发明人 高颖　秦扬　郭淑霞　张超琦　 段鹏亮　韩胜杰　杨昊欢　赵龙　 王峻城　郭佳文　 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06T 17/00(2006.01) G06T 17/05(2011.01) G06T 15/20(2011.01) G06T 3/40(2006.01) (54)发明名称 多域战场态 势要素仿真及路径规划方法 (57)摘要 本发明提供了一种多域战场态势要素仿真 及路径规划方法， 将战场三维实体模型建模， 加 载入态势仿真平台， 构建可以表征多域战场态势 要素的实体模 型库， 通过鼠标在三维场景中选取 若干离散的点， 利用多项式插值的方式对所选的 各点在三维场景中进行插值处理， 生成插值曲线 之后通过Direct3D图形接口对选取的离散点及 生成的路径曲线进行渲染绘制， 之后与实体模型 进行绑定， 从而赋予实体模型运动属性。 本发明 将战场实体模 型与生成的曲线绑定， 驱动模型沿 着生成曲线不断运动， 为多域作战环 境中提升指 挥员认知战场效果， 增强多域战场环 境中指挥员 的决策优势， 取得战场作战主动权提供了支撑 。 权利要求书3页 说明书8页 附图3页 CN 115392014 A 2022.11.25 CN 115392014 A 1.一种多域战场态 势要素仿真及路径规划方法， 其特 征在于包括下述 步骤： 步骤一： 多域战场实体模型建模与导入 利用3ds max三维建模渲染软件， 完成对空、 天、 地、 海不同作战域的各类实体要素的三 维建模， 之后通过Direct3D对网格模型的读取接口将相关模型文件读入态 势仿真系统中； 步骤二： 构建多域战场实体模型库 根据实体模型所属的作战域对实体模型进行标识对应， 通过不同标号为实体模型添加 所属作战域属性的参数， 从而进 行归类管 理， 并且通过Direct3D模 型加载接口， 使 得通过鼠 标单击添加方式， 对各个实体模型在三维仿真系统内完成渲染绘制的添加操作； 步骤三： 路径规划与生成 3.1)通过手动选择或外 部导入数据获取路径关键点 通过Direct3D拾取技术， 捕捉鼠标在态势仿真平台中地形上所点选的路径关键点的三 维坐标值(x,y,z)， 并将各个坐标值存放在数组容器中； 3.2)根据以上关键点插值 生成曲线 根据步骤3.1)中读取的所有路径关键点的数组容器， 根据多项式插值算法对关键点进 行插值处理， 形成路径曲线， 通过Direct3D顶点缓存技术， 根据Direct3D的基本图元点、 直 线绘制的绘制方式绘制路径的关键点及 插值后的曲线， 并通过参数化接口的形式控制插值 点个数从而控制曲线光滑程度； 步骤四： 将实体模型与生成的路径关联绑定 通过捕捉场景内的实体模型， 将生成的路径与选择的场景实体模型相互关联绑定， 为 之后驱动模型按照生成的路径实时运动支撑； 步骤五： 驱动模型根据绑定的路径实时运动 将实体模型与所生成的路径绑定之后， 通过改变驱动响应参数的布尔值， 实现调整模 型为运动态或静止态， 若调整为运动态， 则实体模型根据生成路径曲线实时循环调整实体 模型的位置， 从而达到实体沿生成路径不断运动的效果， 若调整为静止态， 实体模型不再运 动， 变为停止 。 2.根据权利要求1所述的多域战场态 势要素仿真及路径规划方法， 其特 征在于： 所述步骤二实体模型库的构建步骤为： 通过将步骤一所完成的各作战域实体要素的三维建模保存成可供Direct3D读取的.x 类型文件， 之后调用Direct3D库函数ID3DXBuffer接口的D3DXLoadMeshFromX(L" plane.x", …)， 将该模型的.x文件内各信息读入态势仿真平台进程内， 其中plane.x为模型 文件名称； 读入系统进程后， 模型的.x文件中的三维物体模型的材质和纹理信息将被保存在 ID3DXBuffer接口对象中， 该接口对象保存在一块连续的内存中， 之后在向三维场景内添加 实体模型时， 通过ID3DXMseh接口中DrawSubset方法绘制网格模型中的每一个子集， 并渲染 过程中调用SetMaterial和SetTexture 方法设置模型的材质和纹 理； 将读取的模型文件信息存放入Acess数据库， 同时为其增加跟作战域类型相关的额外 参数属性type， 其中type值为0表示陆域实体模型， 为1表示海域实体模型， 2表示空域实体 模型， 3表示天域实体模型。 3.根据权利要求1所述的多域战场态 势要素仿真及路径规划方法， 其特 征在于：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115392014 A 2所述步骤3.1)中鼠标点选获取路径关键点的具体步骤为： 通过场景摄 像机IC3DEngCamera类声明的对象pCamera， 调用成员函数如下： pCamera‑>Pick(&pick_x,&pick_y,&pick_z) 此函数内部通过调用Direct3D拾取技术捕捉鼠标在三维地理信息系 统上所点选的三 维坐标点， 并将捕捉到的三维坐标点的结果传递给double类型变量pick_x,pick_y,pick_ z， 表示捕捉到的仿真系统内的三维大地 坐标值， 并以此 方式捕捉剩余所需各点的坐标值； 之后以此三个坐标值 为参数构造K eyPoint类对象， 以表示该坐标点： KeyPoint keypo int(pick_x,pick_y,pick_z,) 为将每次添加的坐标点的KeyPoint对象统一管理， 将 路径对象keypoint及其所对应的 ID号m_Id存 入C++STL中Map类容器m_K eyPointMap内： m_KeyPointMap.insert(pair<i nt,KeyPoint>(keypo int.m_Id,keypo int)) 由此得到路径关键点。 4.根据权利要求1所述的多域战场态 势要素仿真及路径规划方法， 其特 征在于： 所述步骤3.2)中的插值 生成曲线的具体步骤是： 插值生成曲线为给出若干控制点及约束条件， 构造出一条曲线经过或者逼近控制点， 采用多项式插值方式， 通过鼠标在态势仿 真平台场景内点选给出的N+1个控制点， 构 造出一 条N次曲线依次经 过控制点； n次参数曲线的参数 方程为： pn(t)＝antn+an‑1tn‑1+....+a0t0 (1) 其中 为曲线插值时的步进长度， 三维场景中一个点的空间坐标信息包 含(x,y,z)三维空间坐标值， 即对于空间中n+1个点(x0,y0,z0),(x1,y1,z1)...(xn,yn,zn)， 代 入公式(1)中， 可将其改为关于(x,y,z)的参数 方程： 对于参数 方程(2)， 以x(t)项为例， 将空间内n+1个关键点 坐标信息的x值带入： 可得： 权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115392014 A 3