基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法

本发明属于涂层目标电磁散射特性计算，特别是一种基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法。

背景技术：

1、目标电磁散射特性的研究是计算电磁学中一个非常重要的课题。正确的计算出目标的电磁散射特性需要对目标进行准确的建模。工程中进行电磁散射分析时，通常得到的是目标本体结构cad(computer aided design)模型或结构的三角形网格剖分后的模型,当分析比如涂覆保护漆或隐身材料薄层对电磁散射影响时，需要对薄涂层进行建模后进行分析。一般商业建模软件可以完成简单目标薄涂层的快速建模，对于复杂目标薄涂层的快速建模有些难度。针对这一问题，自动生成薄涂层技术显得极为重要。现有的tds算法在进行涂层时，将模拟目标外形的各三角面元沿其法线向外延拓所需的厚度得到关于涂层的三角面元数据，显然对于平面目标，延拓后的各三角面元与原三角面元的形状和面积相同，只是各个顶点沿面元的法向平移至与目标表面平行的一个平面上；但是对于曲面目标，三角面元在延拓时，面元上各顶点并不一定沿着该面元的法线方向延拓，因此有人提出将包含某顶点的相邻几个三角面元的单位法向矢量进行求和，该和矢量就近似为此顶点处的法线向量然后进行延拓。但是这些涂层算法在进行涂层时，生成的涂层不通用且不准确。因此，针对现有薄涂层建模和分析方法的不足需要通用且准确的薄涂层自动生成方法。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，对薄涂层目标快速建模和进行精确电磁分析。

2、实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，包括以下步骤：

3、步骤1、读取目标本体网格文件中的三角面元数据；

4、步骤2、根据三角面元数据求得各三角面元的单位法向量以及各顶点所在的三角面元个数；

5、步骤3、循环所有顶点，将第i个顶点所在各三角面元的单位法向量依次存储为矩阵ai的列向量；

6、步骤4、对矩阵ai进行线性相关分析，找到线性无关的列向量个数以及对应的列向量，根据矩阵ai的线性无关的列向量个数的不同，采用相应方法确定各顶点进行涂层时所需向外延拓的移动矢量；

7、步骤5、利用新的顶点生成关于涂层的三角面元数据。

8、第二方面，本发明提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所述的方法的步骤。

9、第三方面，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

10、与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明针对现有薄涂层建模和分析方法的不足进行了改进，指出了薄涂层生成算法以及薄涂层结构电磁分析算法精度的问题，公布了通用而精度高的薄涂层建模方法和分析方法。与现有的基于目标本体三角面元数据薄涂层自动生成方法相比，本发明生成的涂层模型更加通用和准确，基于本方法得到的涂层模型的分析结果也比现有公开报道的薄涂层散射近似分析技术结果更加准确。

技术特征：

1.一种基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，其特征在于，所述步骤2中各三角面元的单位法向量求法为：步骤1中读入的本体三角面元数据中含有本体三角面元的三个顶点编号信息以及n个顶点的坐标信息，令三角形三个顶点编号为a1、b1、c1，利用a1、b1、c1顶点的坐标信息，计算出边向量和进而计算出三角面元的单位法向量

3.根据权利要求2所述的基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，其特征在于，步骤3中循环所有顶点，第i个顶点所在各三角面元的单位法向量依次存储为矩阵ai的列向量，具体如下：存在n个三角面元顶点，依次循环这些顶点，根据步骤2找到第i个顶点所在的三角面元个数mi，以及求得mi个三角面元的单位法向量，将这些法向量依次存储为矩阵ai的列向量，矩阵ai的大小为3×mi。

4.根据权利要求3所述的基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，其特征在于，所述步骤4中，对矩阵ai进行线性相关分析，找到线性无关的列向量个数以及对应的列向量，根据矩阵ai中线性无关的列向量个数，采用相应方法确定各顶点进行涂层时所需向外延拓的移动矢量，具体如下：

5.根据权利要求4所述的基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法，其特征在于，所述步骤5中，利用新的顶点生成关于涂层的三角面元数据，具体如下：

6.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-5中任一所述的方法的步骤。

7.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-5中任一所述的方法的步骤。

技术总结
本发明公开了一种基于目标本体三角面元数据的薄涂层自动生成方法,从而对薄涂层目标快速建模和进行精确电磁分析。该方法步骤如下：首先读取目标本体网格文件中的三角面元数据，求得各三角面元的单位法向量以及各顶点所在的三角面元个数；接着循环所有顶点，将第i个顶点所在各三角面元的单位法向量依次存储为矩阵A<subgt;i</subgt;的列向量，对矩阵A<subgt;i</subgt;进行线性相关分析，根据矩阵A<subgt;i</subgt;中线性无关的列向量个数，采用相应方法确定各顶点进行涂层时所需向外延拓的移动矢量；最后利用新的顶点生成关于涂层的三角面元数据。本发明生成的涂层模型更加通用和准确。

技术研发人员：樊振宏,季小奎,丁大志,何姿,陈博韬
受保护的技术使用者：南京理工大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/31