[发明专利]一种基于自适应屏幕分辨率的海底地形建模方法

说明书

本发明提供了一种基于自适应屏幕分辨率的海底地形建模方法，属于可视化仿真技术领域。将海底地形水平面均匀划为初始二维网格后提取电子海图中的水深数据，利用二次曲面移动拟合法对水深数据进行内插，将得到的水深值作为网格顶点的高度值来构建初始三维网格；获取显示设备屏幕分辨率，同时引入单元网格像素值来计算出插值点数，采用二次三项式拟合法对初始三维网格顶点水深值进行内插，根据插值点水深值生成海底地形细分三维网格，最终得到真实的海底地形图。本发明能够根据显示设备的屏幕分辨率定量化求解插值点的数量，减少了建模人员的调试工作量，使得海底地形建模精度与屏幕分辨率相适应，提高海底地形建模效率和准确率。

技术领域

本发明属于可视化仿真技术领域，尤其涉及一种基于自适应屏幕分辨率的海底地形建模方法。

背景技术

海底地形建模仿真技术具有较高的应用价值，它不仅能够为水下航行器提供路径规划、导航定位等服务，还能够为海底管道建设、海洋战场环境仿真、航行训练仿真等提供有力的支撑平台。

通常基于水声测量法进行建模仿真，但是由于水声测量法存在的局限性，导致电子海图中的水深数据比较稀疏，据此构建的海底地形曲面比较粗糙，生成的海底地形场景真实感不强，因而需要在建模时对水深数据进行插值。现有的插值方法中，插值点的数量是依靠开发人员的主观经验确定的，网格数量需要人工反复调试才能与显示设备性能相匹配，建模效率无法满足可视化仿真要求，且仿真结果依赖于主观因素，准确性得不到保证。因此，亟需一种更加准确高效的海底地形建模方法。

发明内容

针对现有技术中存在不足，本发明提供了一种基于自适应屏幕分辨率的海底地形建模方法，基于显示设备屏幕分辨率以及单元网格像素值计算插值点数，对初始海底地形三维网格顶点水深值进行内插，生成细分三维网格，从而高效地获取更加精准的海底地形图。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种基于自适应屏幕分辨率的海底地形建模方法，包括如下步骤：

步骤1：将海底地形水平面均匀划分为初始二维网格；

步骤2：提取电子海图中的水深数据并对水深数据进行内插，将内插后得到的水深数据值作为初始二维网格顶点高度值，并构建初始三维网格；

步骤3：基于显示设备屏幕分辨率以及组成初始二维网格的单元网格像素值，计算初始三维网格插值点数；

步骤4：基于插值点数，对初始三维网格的顶点水深值进行内插，获取插值点水深值；

步骤5：根据插值点水深值构建细分三维网格，对细分三维网格映射纹理，获取海底地形图。

进一步地，所述初始三维网格插值点数为Q_inter:

其中，Q_inter表示插值点数；P_{HscreenResolution}表示显示设备屏幕分辨率中的水平方向像素值；P_{VscreenResolution}表示显示设备屏幕分辨率中的垂直方向像素值；N_initial表示初始三维网格在与Max(P_{HscreenResolution}，P_{VscreenResolution})取值方向一致的方向上的网格数；α表示初始二维网格的单元网格直角边的像素值。

进一步地，所述步骤4中采用二次三项式拟合法对水深数据进行内插。

进一步地，所述步骤4具体为：

读取初始三维网格的水平或垂直方向的网格顶点，对网格顶点采用递推法进行分组，对每组中的网格顶点数据采用二次三项式拟合法进行曲线拟合，计算该组网格顶点数据间插值点的高度值。