[發(fā)明專利]一種船載導(dǎo)航雷達(dá)目標(biāo)的3D建模方法

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201110352324.8
• 申請(qǐng)日: 2011-11-09
• 公開（公告）號(hào): CN102508208A
• 公開（公告）日: 2012-06-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊大寧;張旭升;黃輝
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 鎮(zhèn)江光寧航海電子科技有限公司
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)航雷達(dá)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，尤其是一種船用導(dǎo)航雷達(dá)設(shè)備中的圖像處理技術(shù)，屬于船用電子研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域。?

背景技術(shù)

傳統(tǒng)船用導(dǎo)航雷達(dá)是基于水平極化的裂縫脈沖式收發(fā)機(jī)，視屏信號(hào)經(jīng)過雜波抑制、信號(hào)增強(qiáng)等處理后，再由極坐標(biāo)向直角坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)換，最后以強(qiáng)度點(diǎn)的方式顯示在屏幕上。由于導(dǎo)航雷達(dá)信號(hào)為非相參信號(hào)，沒有相位信息，對(duì)海浪、雨雪等各類雜波抑制效果較差。多年以來，各研究院所和廠家多做了很多努力，但無法在根本上解決目標(biāo)清晰度的問題。另一方面，傳統(tǒng)導(dǎo)航雷達(dá)目標(biāo)僅能反映目標(biāo)的大小和回波強(qiáng)度，而不能反映物體的實(shí)際形狀，不能客觀實(shí)際地反映雷達(dá)獲取的目標(biāo)信息。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種通過船載導(dǎo)航雷達(dá)3D建模方法，根本的改變船用導(dǎo)航雷達(dá)的圖像處理模式。具體的來說是一種通過調(diào)整船用導(dǎo)航雷達(dá)的掃描垂直角度，配合雷達(dá)信號(hào)圖像的幀累積方式，最終以3D模型的形式顯示在屏幕上的一種導(dǎo)航雷達(dá)圖像處理方法。?

本發(fā)明的技術(shù)方案是：?

一種船載導(dǎo)航雷達(dá)目標(biāo)的3D建模方法，包括ARM控制器、FPGA處理器、雷達(dá)中頻信號(hào)放大器、水平伺服電機(jī)、垂直伺服電機(jī)、雷達(dá)天線、主機(jī)、顯示器、鍵盤和工業(yè)主板。

所述的ARM控制器通過無刷電機(jī)控制板與水平伺服電機(jī)、垂直伺服電機(jī)相連，通過I2C總線利用同軸電纜與雷達(dá)中頻信號(hào)放大器相連，通過RS485串口與FPGA處理器相連。?

所述的FPGA處理器通過PC104接口連接到工業(yè)主板上。?

所述的工業(yè)主板通過VGA接口與顯示器相連，通過USB接口與控制鍵盤相連。?

所述的ARM控制器的工作步驟如下：?

步驟a：等待主機(jī)的發(fā)射命令；步驟b：根據(jù)發(fā)射指令，開啟雷達(dá)發(fā)射；步驟c：校準(zhǔn)雷達(dá)天線的起始掃描位置，并向主機(jī)反饋同步信號(hào)；步驟d：依照主機(jī)的掃描速度指令，完成一次水平方向的掃描，并向主機(jī)發(fā)送同步信號(hào)；步驟e：調(diào)整雷達(dá)天線的垂直位置，重復(fù)水平方向掃描，并向主機(jī)發(fā)送同步信號(hào)；步驟f：重復(fù)步驟e，直至雷達(dá)天線的終端位置，并向主機(jī)反饋同步信號(hào)。

所述的FPGA處理器的工作步驟如下：?

步驟a：根據(jù)用戶的指令，向ARM控制器發(fā)送雷達(dá)發(fā)射指令；步驟b：根據(jù)ARM控制器反饋的同步信號(hào)，初始化3D數(shù)據(jù)庫指針；步驟c：告訴采集雷達(dá)信號(hào)，并進(jìn)行簡(jiǎn)單的雜波抑制處理；步驟d：坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后，存入相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫記錄中；步驟e：獲得終端位置的同步信號(hào)后，將數(shù)據(jù)庫中的目標(biāo)信息進(jìn)行3D建模；步驟f：將3D模型投影在顯示內(nèi)存中，實(shí)現(xiàn)圖像顯示。

本發(fā)明的有益效果是：?

本發(fā)明通過雷達(dá)天線的二維掃描，可以大大減少雜波對(duì)雷達(dá)目標(biāo)的影響。

本發(fā)明通過3D模型的顯示模式，可以更加直觀的體現(xiàn)目標(biāo)的客觀形態(tài)。?

本發(fā)明通過ARM控制器和FPGA處理之間的同步，可實(shí)現(xiàn)高效的3D坐標(biāo)同步和轉(zhuǎn)換。?

附圖說明

圖1是本發(fā)明的系統(tǒng)架構(gòu)圖；?

圖2是本發(fā)明中的ARM控制器的工作流程圖；

圖3是本發(fā)明中的FPGA處理器的工作流程圖；

其中圖1：1—ARM控制器；2—FPGA處理器；3—雷達(dá)中頻信號(hào)放大器；4—水平伺服電機(jī)；5—垂直伺服電機(jī)；6—雷達(dá)天線；7—主機(jī)；8—顯示器；9—控制鍵盤；10—工業(yè)主板。

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具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述：?

如圖1所示：本發(fā)明是通過基于ARM控制器（1）與嵌入式Linux系統(tǒng)來控制雷達(dá)天線的轉(zhuǎn)動(dòng)同步，根據(jù)雷達(dá)天線二維空間中的目標(biāo)掃描，將雷達(dá)微波信號(hào)同步中頻放大后，傳輸?shù)焦I(yè)主板（10）上的FPGA處理器（2）中。FPGA處理器（2）將目標(biāo)信息和ARM控制器（1）提供的位置信息，在3D數(shù)據(jù)庫中作匹配，并進(jìn)行存儲(chǔ)。當(dāng)完成一圈掃描后，F(xiàn)PGA將3D數(shù)據(jù)庫中的目標(biāo)信息，通過3D坐標(biāo)轉(zhuǎn)換，投影在屏幕顯存中，完成雷達(dá)目標(biāo)的3D顯示。圖1中ARM控制器是基于嵌入式Linux系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的雷達(dá)天線控制器，圖1中將雷達(dá)天線的水平伺服電機(jī)（4）和垂直伺服電機(jī)（5），通過無刷電機(jī)控制板連接到ARM控制器（1）上。同時(shí)將雷達(dá)中頻信號(hào)放大器（3）也通過I2C總線連接到ARM控制器（1）上。