(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210732171.8 (22)申请日 2022.06.23 (71)申请人 南京捷希科技有限公司 地址 210000 江苏省南京市经济技 术开发 区兴智路6号兴智科技园B栋 312室 (72)发明人 王承祥　王晨　黄杰　王樱华　 曹宝华　王小聪　 (74)专利代理 机构 南京钟山专利代理有限公司 32252 专利代理师 上官凤栖 (51)Int.Cl. G06T 17/00(2006.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 适用于射线追踪无线信道建模的空间分割 加速方法及系统 (57)摘要 本发明公开了一种适用于射线追踪无线信 道建模的空间分割加速方法及系统， 主要解决基 于传统层次包围盒算法导致空间划分不理想的 问题。 具体包括： 1） 选 择仿真场景， 设置合适的仿 真参数， 导入场景中三角面元的相关信息， 并设 置叶子节 点包围盒内三角面元数量阈值； 2） 计算 能将所有三角面元都包含在内的包围盒； 3） 结合 空间距离选取最优划分策略， 将所有三角面元分 为左右子节点两部分； 4） 子节点部分重复进行2） 和3） 进行递归， 直至包围盒内三角面元数量少于 预先设定的阈值， 存储相关信息， 结束层次包围 盒树的构建。 对比基于传统层次包围盒的射线追 踪技术， 本发明可进行有效的空间划分， 提高射 线追踪计算效率20%~35%， 且不会对计算精度造 成明显损失。 权利要求书2页 说明书7页 附图5页 CN 115205454 A 2022.10.18 CN 115205454 A 1.适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特 征在于， 包括如下步骤： 步骤S1： 选择仿真场景， 设置仿真参数， 导入场景中三角面元的信息， 并设置叶子节点 包围盒内三角面元的数量阈值； 步骤S2： 计算能够将所有三角面元都包 含在内的包围盒； 步骤S3： 结合空间距离 选取最优划分策略， 将所有三角面元分为左右子节点两 部分； 步骤S4： 进行递归建树， 子节点的划分重复步骤S2和步骤S3， 直至包围盒内三角面元的 数量少于预先设定的阈值， 把最后的三角面元信息存储在叶子结点上， 结束BVH树的构建， 将射线与建筑物的相交测试转 化为射线与叶子节点内三角面元的相交测试。 2.如权利要求1所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特征在 于： 所述步骤S1具体包括： 步骤S101： 根据确定的应用场景， 确定天线类型、 天线极化方式、 仿真频率、 发射端与接 收端的位置、 接收端接收门限和射线的反射、 绕射阶数； 步骤S102： 依据仿真频率， 确定材 料的电磁参数， 完成仿真的设置； 步骤S103： 采用将场景中建筑物表面划分为三角面元的处理方法， 以三角面元的格式 进行存储， 将三维场景转 化为三角面元集 合。 3.如权利要求2所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特征在 于： 所述材 料的电磁参数包括介电常数和电导 率。 4.如权利要求1所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特征在 于： 所述步骤S2具体如下： 使用AABB包围盒来构建BVH树， 记录包围盒在x轴、 y轴和z轴所处平面上的最小值和最 大值， 分别为xmin、 xmax、 ymin、 ymax、 zmin、 zmax； AABB包围盒内所有的点都满足以下 条件： xmin＜x＜xmax ymin＜y＜ymax zmin＜z＜zmax 将表示AABB包围盒的6个参数分成两个集 合： Vmax＝[xmax， ymax， zmax] Vmin＝[xmin， ymin， zmin] 其中， Vmin是三个坐标轴最小值的集 合， Vmax是三个坐标轴最大值的集 合； 从而得到包 装盒的质点公式如下： c＝(Vmin+Vmax)/2 其中， c表示质点 坐标。 5.如权利要求4所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特征在 于： 所述步骤S3具体包括： 步骤S301： 采用基于表面积启发式算法的划分策略， 对每一种划分的求交代价和遍历 代价都进行评估， 选取求交代价和遍历代价之和最小的划分作为当前情形 下的划分方式； 步骤S302： 利用包围盒的表面积大小， 判断射线会击中左节点包围盒A和右节点包围盒 B的概率：权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115205454 A 2其中， c(A， B)表示击中包围盒A和包围盒B的代价函数， p(A)和p(B)表示射线击中包围 盒A和包围盒B的概 率， ttrav表示BVH树结构 构建代价， t(i)和t(j)表示 求交代价； 步骤S303： 在步骤S302的基础上， 引入射线到包围盒的距离， 结合空间距离对相交测试 的影响， 提出基于表面积与空间距离的混合代价 函数： 其中， S(A)和S(B)分别表示包围盒A和包围盒B的表面积， S(C)表示父节点包围盒C的表 面积， d为包围盒质心和射线源点间的距离， α 为包围盒表面积和空间距离之间的权 重系数。 6.如权利要求1所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法， 其特征在 于： 所述步骤S4具体包括： 步骤S401： 如果包围盒内三角面元数量大于所设定的阈值， 重复进行递归建树， 直至所 有的包围盒均达 到建立叶子节点的条件； 步骤S402： 把 最后的三角面元信息储 存在叶子结点上， 结束BVH树的构建； 步骤S403： 将射线与建筑物的相交测试转化为射线与BVH树的碰撞检测， 再通过循环遍 历后， 转化为射线与叶子节点内三角面元的相交测试。 7.适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速系统， 其特 征在于， 包括： 设置模块， 用于选择仿真场景， 设置仿真参数， 导入场景中三角面元的信息， 并设置叶 子节点包围盒内三角面元的数量阈值； 计算模块， 用于计算能够将所有三角面元都包 含在内的包围盒； 划分模块， 用于结合空间距离选取最优划分策略， 将所有三角面元分为左右子节点两 部分； 生成模块， 用于进行递归建树， 重 复步骤S2和步骤S3进行子节点的划分， 直至包围盒内 三角面元的数量少于预先设定的阈值， 把最后的三角面元信息存储在叶子结点上， 结束BVH 树的构建， 将射线与建筑物的相交测试转 化为射线与叶子节点内三角面元的相交测试。 8.一种计算机可读存储介质， 存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序使计算 机执行如权利要求1 ‑6任一项所述的适用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法。 9.一种电子设备， 其特征在于， 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， 所述处理器执行计算机程序时， 实现如权利要求 1‑6任一项所述的适 用于射线追踪无线信道建模的空间分割加速方法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115205454 A 3