基于多层级多核心的低空飞行器防御区域可视化融合方法

技术领域

本发明属于低空飞行器防御技术领域的一种飞行器防御区域的可视化处理方法，具体涉及了一种基于多层级多核心的低空飞行器防范区域可视化融合方法。

背景技术

随着小型旋翼无人机、飞行汽车、飞行货箱等低空飞行器的不断民用化、普及化，在提供便利的同时也带来了较大的风险。特别是针对具有重大安全属性的建筑物的非法飞行入侵需要被及时发现与处置。

当前采用具有探测雷达、视频检测等感知手段的独立装置对特定空域进行防御，如CN209913833U就是提供了这一种方案，同时基于感知数据对不同飞行目标的威胁度进行识别也是一个重点技术领域，如CN111580083A。但是从城域或区域整体防御角度，需要形成基于地理信息的大范围空域协同探测监控的手段，就需要建立感知范围更广、具有信息可视化的指挥决策系统。

这种指挥系统需要以宏观的角度向防御值守人员显示多核心区域的各个不同危险等级的情况，更需要将确定的独立的、分散的防御建筑核心，及其相互关联的各防御层级区整体融合起来，进而实现低空飞行器的不同管控特征进行可控性融合显示。

发明内容

本发明针对低空飞行器防御区在指挥系统中平面图形化显示的问题，提出了一种基于多层级多核心的低空飞行器防御区域可视化融合方法。

本发明所采用的技术方案是：

S1：选定低空飞行器防御二维可视地图范围，设定二维基础地图，并确定坐标系和显示层；

多边形标注是指拟合成多边形。

S2：设定低空飞行器的防御等级与显示色彩，按设定防御级别对应的显示图层，显示层的各级层按防御等级逐级叠加于基础地图上；

S3：通过低空飞行器的防御对象与防御等级的属性选择，形成多层多核心二维融合显示；

S4：当低空飞行器非法入侵时，按照预定层级逐级显示指示区域。

本发明所述的防御对象是指低空飞行器。

所述S2中，低空飞行器的防御等级具体为：

设定n个防御级别，分别按1至n整数方法给各防御级别赋值，相邻防御级别的差值为1，同时按多彩色或者单色灰度趋势变化设定属性值作为各防御级别的防御区的显示颜色值，多防御区间的交叠部分的显示属性按不叠加与叠加次数设置，非防御区的区域为透明无色，直接显示地图底色图案。

其中，多防御区交叠区域的显示属性按不叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑实体和建筑周界，不会发生叠加，显示防御级别分别为最高级和次高级；从第3层开始k个不同防御区会发生交叠，交叠部分的防御级别按照交叠部分中所有防御区的防御级别最大进行显示。

其中，多防御区交叠区域的显示属性按叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑实体和建筑周界，不会发生叠加，显示防御级别分别为最高级和次高级；从第3层开始k个不同防御区会发生交叠，交叠部分的防御级别按照交叠部分中所有防御区的防御级别之和加深进行显示。

所述步骤S1具体为：

二维基础地图分为建筑实体与建筑周界，将建筑实体和建筑周界拟合为四边形，均选取建筑实体的质心为坐标原点建立直角坐标系，由此确定建筑实体和建筑周界的四边形边界各个点坐标；

二维基础地图内，存在多个建筑实体，在显示层的第1层内对建筑实体所处地理空间信息进行标注，将各建筑实体的二维投影区域进行多边形标注并取形状质心O

.并且，在显示层的第2层内针对第1层内所标注的各建筑实体外围的建筑周界所围合的二维投影区域进行多边形标注，以质心O

在显示层的第3层至第n层内，以质心O

不同防御对象的防御等级数量和半径值可以不同。第3层防御区为第一个圆与所述的A

以直角坐标系原点作为圆心，根据防御等级逐步增加的多个不同直径设置多个同心的圆形，每个圆形作为一个外围防御区，获得多个外围防御区；

从实体核心防御区、围合防御区、外围防御区从里往外依次按照1、2、3自然数依次为设置显示层的各层序数。

在显示层的第1层至第2层内，将各实体核心防御区和围合防御区拟合为一个四边形，取长边L与宽边W对角线交点作为防御质心O

其中：R/L为防御区半径与建筑实体长边的比值，V1、V2为预设的第一参考值、第二参考值；S

所述步骤S2具体为：

S2-1：在第1层按建筑实体的坐标标注防御区域，即为建筑实体拟合的四边形区域内；建筑实体例如为小区内的建筑房屋。

S2-2：在第2层按建筑周界的坐标标注防御区域，即为建筑周界拟合的四边形区域内、建筑实体拟合的四边形区域外的区域内；建筑周界例如为小区围墙。

S2-3：在显示层的第3层到第n层内，分别按防御对象分层级标注防御区域。

所述步骤S3中，基础地图开启后，仅开启第1层的全部实体核心防御区显示，即H

基础地图开启后，仅默认开启第1层全部实体核心防御区显示，然后根据显示需要选择防御等级数值，对应开启显示层的第2层至第n层级的防御区域；通过配置防御区域的显示等级属性显示具有该防御等级以下的所有层级区域，层级区域显示默认防御交叠区域不加深显示颜色值，通过配置实体核心区隐藏属性选择需隐藏具体防御对象。

所述步骤S4中，当发现低空飞行器出现在防御区A

所述步骤S4中，依据飞行器飞行方向，设置保留显示所有背离飞行方向的低空飞行器所关联的防御区H

本发明是面向低空飞行器防御指挥系统的一种可视化方法，是针对在指挥系统可视范围内的多个防护对象建筑实体特征构建的二维多层级低空飞行器入侵防御区域的融合显示及其控制方法进行的设计。系统融合显示基于底层地图信息选定防护对象确定各防御区域及相对应的防御等级，在同一平面上逐级叠加标注色彩信息，采用分层、分对象、分区域与识别控制交叉区域的控制方法实现融合显示。

本发明的有益效果是：

本发明中防御区域设定层级显示清晰明确，能充分显示不同对象、不同等级的防御区特征，且能突出显示交叠区域，整体控制方法简单、灵活、准确。

面对如今越来越多的黑飞无人机的出现，对社会安全构成一定程度威胁，本发明可在对无人机实现有效监视的基础上可视化出低空飞行器的防御区域，对无人机进行限飞监管。

附图说明

图1是本发明的防御区融合示意图；

图2是本发明的防御区融合流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施对本发明作进一步说明。

如图2所示，本发明的实施例及其实施过程如下：

S1：选定低空飞行器防御二维可视地图范围，设定二维基础地图，并确定坐标系和显示层；

二维基础地图分为建筑实体与建筑周界，将建筑实体拟合为四边形，取长边L与宽边W对角线交点作为防御质心O

如图1所示，二维基础地图分为建筑实体与建筑周界，将建筑实体和建筑周界拟合为四边形，均选取建筑实体的质心为坐标原点建立直角坐标系，由此确定建筑实体和建筑周界的四边形边界各个点坐标；

二维基础地图内，存在4个建筑实体，在显示层的第1层内对建筑实体所处地理空间信息进行标注，将各建筑实体的二维投影区域进行多边形标注并取形状质心O

.并且，在显示层的第2层内针对第1层内所标注的各建筑实体外围的建筑周界所围合的二维投影区域进行多边形标注，以质心O

在显示层的第3层至第n层内，以质心O

以直角坐标系原点作为圆心，以等差比例的多个不同直径设置多个同心的圆形，每个圆形作为一个外围防御区，获得多个外围防御区；

从实体核心防御区、围合防御区、外围防御区从里往外依次按照1、2、3自然数依次为设置显示层的各层序数，最里面是第一层。

不同防御区域的防御等级数量和相应半径值可以不同。例如，第3层防御区为第一个圆与权利要求4中A

在显示层的第1层至第2层内，将各实体核心防御区和围合防御区拟合为一个四边形，取长边L与宽边W对角线交点作为防御质心O

其中：R/L为防御区半径与建筑实体长边的比值，V1、V2为预设的第一参考值、第二参考值；S

显示层的第3层圆形区域的面积S

S2：设定低空飞行器的防御等级与显示色彩，按设定防御级别对应的显示图层，显示层的各级层按防御等级逐级叠加于基础地图上；

S2-1：在第1层按建筑实体的坐标标注防御区域，即为建筑实体拟合的四边形区域内；

S2-2：在第2层按建筑周界的坐标标注防御区域，即为建筑周界拟合的四边形区域内、建筑实体拟合的四边形区域外的区域内；

S2-3：在显示层的第3层到第n层内，分别按防御对象分层级标注防御区域。

低空飞行器的防御等级具体为：设定n个防御级别，分别按1至n整数方法给各防御级别赋值，相邻防御级别的差值为1，同时按多彩色或者单色灰度趋势变化设定属性值作为各防御级别的防御区的显示颜色值，多防御区间的交叠部分的显示属性按不叠加与叠加次数设置，非防御区的区域为透明无色，直接显示地图底色图案。

其中，多防御区交叠区域的显示属性按不叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑实体和建筑周界，不会发生叠加，显示防御级别分别为最高级和次高级；从第3层开始k个不同防御区会发生交叠，交叠部分的防御级别按照交叠部分中所有防御区的防御级别最大进行显示。

其中，多防御区交叠区域的显示属性按叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑实体和建筑周界，不会发生叠加，显示防御级别分别为最高级和次高级；从第3层开始k个不同防御区会发生交叠，交叠部分的防御级别按照交叠部分中所有防御区的防御级别之和加深进行显示。

各级图层按等级逐级叠加于基础地图之上。

例如设定防御级别数量n是确定显示层的基础，如可设为7级，分别按1至7整数方法给各级赋值，各级差值为1，其中1级防御级别最高，同时按多彩色与单色灰度趋势变化设定属性值作为各级防御区的显示颜色值，如1级红色、2级橙色、3级黄色、4级绿色、5级为蓝色、6级为青色、7级为紫色；或采用单一红色，灰度从深红到浅红分为7级，同层内多防御区交叠区域的显示属性按不叠加与叠加次数设置，非防御区部分为透明无色。

同层内多防御区交叠区域的显示属性按不叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑物实体，不会发生叠加，显示防御级别分别为1级和2级，从第3层开始k个不同建筑防御区会发生交叠，这部分的防御级别按照交叠部分中区域防御级别最大的显示，如两个不同建筑物的3层和4层发生交叠，该交叠部分按照4层的防御级别4级显示为绿色或4级表示深度的单一红色。

同层内多防御区交叠区域的显示属性按叠加设置方式为：第1层与第2层是建筑物实体，不会发生叠加，显示防御级别分别为1级和2级，从第3层开始k个不同建筑防御区会发生交叠，其各个交叠防御区域的防御级别按照交叠部分中各层级防御级别之和显示，如两个不同建筑物的3层和4层发生交叠，该交叠部分按照3层和4层的防御级别之和7级显示紫色或者显示为7级表示的最浅单一红色。

S3：通过低空飞行器的防御对象与防御等级的属性选择，形成多层多核心二维融合显示；

基础地图开启后，仅默认开启第1层的全部实体核心防御区显示，即H

S4：当低空飞行器非法入侵时，按照预定层级逐级显示指示区域。

当发现低空飞行器出现在防御区A

依据飞行器飞行方向，设置保留显示所有背离飞行方向的低空飞行器所关联的防御区H