一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法

技术领域

本发明属于指挥自动化技术领域，尤其涉及一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法。

背景技术

随着军事科学技术的快速发展，现代作战实验中海空情战场实体数量呈指数型增长，战场态势信息表现出高维、多变、海量等复杂特征。每秒钟传感器探测得到的战场实体多达几千批次，战场实体的轨迹点位多达上万个，一场实验所存储的实验数据高达几个TB。对这样庞大体量的实验数据进行浏览回放，一方面需要满足实验人员高效浏览实验经过的需求，将真实世界中数天甚至上月时间内发生的战争在几个小时甚至几分钟内快速浏览回放完毕，辅助实验人员高效掌握作战经过；另一方面需要满足实验人员详细查看战场实体关键战术动作的需求，确保在高效浏览过程中保留战场实体出现、消失、规避以及盘旋等特征轨迹点位信息，辅助实验人员有效评判战场实体作战效果。

传统的实验数据浏览方法受限于操作系统的刷新频率及单帧内战场实体数量，在浏览倍速较高的情况下会发生系统刷新卡顿的现象，如果采取每隔若干时刻点进行浏览回放的简单方法，又容易丢失战场实体出现、消失、机动以及盘旋等关键战术动作信息，造成战场态势信息显示不连贯、不保真等问题。目前亟需研究探索一种高效浏览作战实验数据信息的方法，在有效保留战场实体关键战术动作信息的基础上提高浏览速度，确保实验人员准确高效查看作战实验过程。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法，旨在解决上述背景技术中提出的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法，包括以下步骤：

步骤1：从实验开始时刻起，战场实体每隔一段时间就会获得一个轨迹点信息，将所有这些轨迹信息按照时间先后顺序排列得到的位置序列作为战场实体的原始轨迹，用Tra表示为：

Tra＝[p

其中，p

战场实体在执行关键战术动作时，其运动状态通常会发生一定变化，这些状态变化点即构成了战场实体的轨迹特征点，轨迹特征点集合用FP表示。

步骤2：对于战场实体而言，其运动高度一般保持不变，只有在起飞、降落、俯冲等特殊战术动作条件下才会发生较大变化，因此为战场实体高度信息单独设置阈值

步骤3：处理完战场实体的高度信息后，后续只需考虑其在二维平面内的经纬度信息。战场实体在出现、消失或者在执行规避、盘旋和调头等战术动作时，其在二维平面内的经纬度信息往往发生明显变化，在浏览过程中需要保留这些关键战术动作点，确保满足实验人员查看关键战术动作的需求。对于实验中的各个战场实体，选取实验开始时刻的位置点p

步骤4：对得到的高度关键时刻点集合

步骤5：记浏览倍速为S，由于操作系统显示输出的默认刷新频率为H＝60赫兹，当S＞60时，计算浏览倍速与默认刷新频率的比值n＝S/H。

步骤6：从实验开始时刻t

步骤7：判断是否到达实验结束时刻t

进一步的技术方案，当所述步骤2中的轨迹高度差的绝对值小于阈值

本发明实施例提供的一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法，一方面可以有效解决快速浏览实验数据问题，满足实验人员高效浏览作战实验经过的需求，另一方面保留了实验数据中的关键时刻点，确保能够满足实验人员查看战场实体关键战术动作的需求。该方法用于快速浏览查看实验经过，有效解决了实验数据浏览倍速较小，浏览时间较长的问题，有效提高了实验人员掌握实验过程的效率。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法的流程图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述。

如图1所示，为本发明一个实施例提供的一种基于Douglas-Peucker算法的实验数据高效浏览方法，包括以下步骤：

步骤1：从实验开始时刻起，战场实体每隔一段时间就会获得一个轨迹点信息，将所有这些轨迹信息按照时间先后顺序排列得到的位置序列作为战场实体的原始轨迹，用Tra表示为：

Tra＝[p

其中，p

步骤2：对于战场实体而言，其运动高度一般保持不变，只有在起飞、降落、俯冲等特殊战术动作条件下才会发生较大变化，因此为战场实体高度信息单独设置阈值

步骤3：处理完战场实体的高度信息后，后续只需考虑其在二维平面内的经纬度信息。战场实体在出现、消失或者在执行规避、盘旋和调头等战术动作时，其在二维平面内的经纬度信息往往发生明显变化，在浏览过程中需要保留这些关键战术动作点，确保满足实验人员查看关键战术动作的需求。对于实验中的各个战场实体，选取实验开始时刻的位置点p

步骤4：对得到的高度关键时刻点集合

步骤5：记浏览倍速为S，由于操作系统显示输出的默认刷新频率为H＝60赫兹，当S＞60时，计算浏览倍速与默认刷新频率的比值n＝S/H。

步骤6：从实验开始时刻t

步骤7：判断是否到达实验结束时刻t

为验证本发明的有效性，选取一场典型场景下的作战实验过程进行实验数据浏览。设定实验开始时间为2030-09-20的00:00:01，实验结束时间为2030-09-20的02:59:50，作战实验过程中每秒会报送一帧战场实体信息数据，每帧数据包含飞机、舰船、导弹、战车等共计20余个战场实体，每个战场实体都会报送其经度、纬度、高度、速度倾角、速度偏角、速度滚转角和名称等信息，整个实验过程共计产生10790帧实验数据。如果按照传统浏览方法，当浏览倍速超过60倍时系统将发生显示卡顿现象，随着倍速的提升，卡顿现象加剧，当超过100倍速时系统崩溃闪退。原因是传统浏览方法随着浏览倍速的增加，单位时间内需要刷新的战场实体数量倍增，对系统刷新帧率提出过高要求。应用本方法，对实验数据中的关键时刻进行提取，最后得到2980帧关键时刻数据，系统支持不低于300倍速的高效浏览，浏览效率提高5倍，同时由于保留了战场实体的关键战术动作信息，实验人员可以准确查看战场实体的机动、盘旋、出现和消失等动作，从而证明了本方法的有效性及优越性。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。