一种虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法与流程

文档序号:32306173发布日期:2022-11-23 10:03阅读:来源:国知局

技术特征:
1.一种虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,包括以下步骤:步骤1、将虚拟场景中用大地坐标系表示的各元素位置信息,转换到以雷达为原点的东北天极坐标系中,并提取场景中探测目标的方位轨迹中心θ
mid
;步骤2、利用寻北仪和全站仪测量真实试验平台中试验雷达坐标、架设目标模拟器的大型方位/俯仰动作机构坐标,并转换到以雷达为原点的东北天极坐标系中,求得方位角θ
yb
;步骤3、将虚拟场景中的探测目标轨迹文件旋转θ
mid-θ
yb
角度,映射到真实试验平台中,实现虚拟场景与真实试验平台的场景对应。2.根据权利要求1所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤1所述的将虚拟场景中用大地坐标系表示的各元素位置信息,转换到以雷达为原点的东北天极坐标系中,并提取场景中探测目标的方位轨迹中心θ
mid
,具体如下:步骤1.1、在虚拟场景中编辑雷达对抗场景,包括试验雷达和探测目标,并以20ms为单位形成以大地坐标系表示的运动轨迹;步骤1.2、将试验雷达和探测目标的位置信息由大地坐标系转换到wgs84直角坐标系中;步骤1.3、将由wgs84直角坐标系表示的试验雷达和探测目标轨迹,转换到以雷达天线中心为原点的东北天直角坐标系中;步骤1.4、将由东北天直角坐标表示的探测目标位置,转换为以东北天极坐标表示;步骤1.5、计算该批探测目标的方位轨迹中心θ
mid
。3.根据权利要求2所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤1.2所述的将试验雷达和探测目标的位置信息由大地坐标系转换到wgs84直角坐标系中,具体如下:系中,具体如下:x=(n+h)cos(b)cos(l)y=(n+h)cos(b)sin(l)z=[n(1-e2)+h]sin(b)式中,l,b,h为读取的试验雷达或探测目标轨迹文件的经度、纬度和高度,a,b分别表示地球的长半轴和短半轴,e为偏心率,其中a=6378137;b=6356752.3142;试验雷达在wgs84直角坐标系中表示为[x
d84
,y
d84
,z
d84
]
t
,目标位置在wgs84直角坐标系中表示为[x
84
,y
84
,z
84
]
t
。4.根据权利要求3所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤1.3所述的将由wgs84直角坐标系表示的试验雷达和探测目标轨迹,转换到以雷达天线中心为原点的东北天直角坐标系中,具体如下:
其中:式中,[x
dl
,y
dl
,z
dl
]
t
表示以试验雷达天线中心为原点的探测目标的东北天坐标系参数;[x
84
,y
84
,z
84
]
t
表示探测目标在wgs-84坐标系下的参数;[x
d84
,y
d84
,z
d84
]
t
表示试验雷达天线中心在wgs-84坐标系下的参数;l
d
、b
d
表示试验雷达天线中心在大地坐标系下的经度、纬度。5.根据权利要求4所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤1.4所述的将由东北天直角坐标表示的探测目标位置,转换为以东北天极坐标表示,具体如下:式中,r为探测目标距离,θ为探测目标方位角,为探测目标俯仰角。6.根据权利要求5所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤1.5所述的计算该批探测目标的方位轨迹中心θ
mid
,具体如下:θ
mid
=(θ
max

min
)/2式中θ
max
为该批探测目标的方位最大值,θ
min
为该批探测目标的方位最小值。7.根据权利要求6所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤2所述的利用寻北仪和全站仪测量真实试验平台中试验雷达坐标、架设目标模拟器的大型方位/俯仰动作机构坐标,并转换到以雷达为原点的东北天极坐标系中,求得方位角θ
yb
,具体如下:步骤2.1、架设寻北仪和全站仪并调平,寻北仪完成寻北;步骤2.2、利用全站仪标定东北天直角坐标系下试验雷达天线中心位置,并记录为[x
ld
,y
ld
,z
ld
]
t
;步骤2.3、利用全站仪标定东北天直角坐标系下大型方位/俯仰动作机构位置,并记录为[x
yb
,y
yb
,z
yb
]
t
;步骤2.4、计算东北天直角坐标系下以试验雷达为原点表示的大型方位/俯仰动作机构位置轴心坐标;步骤2.5、将步骤2.4计算出的大型方位/俯仰动作机构位置轴心坐标转换到东北天极坐标系下,求出方位角θ
yb
。8.根据权利要求7所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤2.4所述的计算东北天直角坐标系下以试验雷达为原点表示的大型方位/俯仰动作机构位置轴心坐标,并记录为[x
ly
,y
ly
,z
ly
]
t
,具体如下:
9.根据权利要求8所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤3所述的将虚拟场景中的探测目标轨迹文件旋转θ
mid-θ
yb
角度,映射到真实试验平台中,实现虚拟场景与真实试验平台的场景对应,具体如下:步骤3.1、计算虚拟场景中探测目标轨迹文件与真实试验平台中大型方位/俯仰动作机构方位角之差:θ
xz
=θ
mid-θ
yb
步骤3.2、将虚拟场景中的探测目标轨迹文件旋转θ
xz
至真实试验平台中;步骤3.3、计算旋转后的探测目标轨迹文件;步骤3.4、利用旋转后的探测目标轨迹文件驱动真实试验平台动作。10.根据权利要求9所述的虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,其特征在于,步骤3.3所述的计算旋转后的探测目标轨迹文件,记录为(lx,ly,lz),具体如下:

技术总结
本发明公开了一种虚拟场景与真实试验平台空间位置映射转换方法,该方法为:首先将虚拟场景中用大地坐标系表示的各元素位置信息,转换到以雷达为原点的东北天极坐标系中,并提取场景中探测目标的方位轨迹中心θ


技术研发人员:朱平 周红峰 王志宏 范越 童源
受保护的技术使用者:中国船舶集团有限公司第七二三研究所
技术研发日:2022.08.30
技术公布日:2022/11/22
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