[发明专利]基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟方法及系统

权利要求书

1.一种基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

第一步、建立飞行器三维网格模型，将飞行器三维网格模型的各三角形面片定义为网格，并对飞行器三维网格模型进行区域剖分以确定每个面片在目标坐标系下的坐标；

第二步、依据观测日期、时间、观测角度确定地球坐标系下的太阳光照角度，并经坐标变换得到目标坐标系下的光照角度；

第三步、基于光线跟踪算法并根据目标坐标系下的光照角度计算在目标坐标系下，飞行器在不同观测角度及观测距离下的每个面片的可见光散射特性，并将不同观测角度及观测距离下的每个面片的可见光散射特性进行编码存储，得到散射特性数据文件组；

第四步、根据实时接收的观测信息及光照信息对散射特性数据文件组中的数据进行分析及插值，完成散射特性数值到256级灰度值量化处理，依据对散射特性数据文件组中的数据进行分析及插值后的数据确定飞行器的显示角度，完成几何渲染绘制实体，实现高帧频可见光图像模拟。

2.根据权利要求1所述的基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟方法，其特征在于，所述第一步至所述第三步均在离线状态下执行。

3.根据权利要求1所述的基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟方法，其特征在于，所述第一步的具体过程为：

依据近似原型和适合特性计算的模型简化原则，建立飞行器三维网格模型，利用三角形面片集合逼近形体，将飞行器三维网格模型的每个三角形面片定义为一个网格；并根据飞行器表面材质的不同、形态的差异对模型进行区域剖分，确定每个面片在目标坐标系下的坐标。

4.一种基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟系统，其特征在于，该系统包括：模型构建模块、光照及探测几何关系计算模块、光线跟踪算法计算模块、动态查询插值模块和可见光图像模拟模块；

模型构建模块，建立飞行器三维网格模型，将飞行器三维网格模型的各三角形面片定义为网格，并对飞行器三维网格模型进行区域剖分以确定每个面片在目标坐标系下的坐标；

光照及探测几何关系计算模块，依据观测日期、时间、观测角度确定地球坐标系下的太阳光照角度，并经坐标变换得到目标坐标系下的光照角度；

光线跟踪算法计算模块，基于光线跟踪算法并根据目标坐标系下的光照角度计算在目标坐标系下，飞行器在不同观测角度及观测距离下的每个面片的可见光散射特性，并将不同观测角度及观测距离下的每个面片的可见光散射特性进行编码存储，得到散射特性数据文件组；

动态查询插值模块，根据实时接收的观测信息及光照信息对散射特性数据文件组中的数据进行分析及插值，完成散射特性数值到256级灰度值量化处理；

可见光图像模拟模块，依据对散射特性数据文件组中的数据进行分析及插值后的数据确定飞行器的显示角度，完成几何渲染绘制实体，实现高帧频可见光图像模拟。

5.根据权利要求4所述的基于光线跟踪算法的高帧频可见光图像模拟系统，其特征在于，所述模型构建模块、光照及探测几何关系计算模块和光线跟踪算法计算模块均在离线状态下工作。