CN103744056A - 基于异物检测的雷达处理系统及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于异物检测的雷达处理系统及方法，属于雷达处理技术领域，该系统包括电源、主机和信号处理器，电源给主机和信号处理器供电，主机与信号处理器之间通过PCI总线进行数据通信；同时信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，主处理器与从处理器之间通过外部总线进行数据通信；该架构克服了现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，从而提高处理速度，减少异物确认进程，进而提高工作人员排除异物的工作效率，减少异物对航空工业造成的经济损失。

Description

基于异物检测的雷达处理系统及方法
技术领域
本发明涉及雷达处理领域，尤其涉及一种雷达处理系统及方法。
背景技术
机场跑道异物（FOD）是指机场跑道表面外来的遗留物碎片，当飞机在跑道上高速滑行时，跑道上这些遗留物对飞机和周围人员车辆的安全会造成严重的威胁，据估计，每年跑道碎片引起的事故造成航空工业的损失高达40亿美元。
针对FOD严重威胁航空器飞行安全的情况，国内外开展了机场跑道FOD检测系统的研究，并已经在多个国际机场上正式使用。主要产品包括英国QlineiQ公司的毫米波雷达系统、以色列XSight公司的雷达和高分辨率相机集成方案、美国Trex公司的移动毫米波系统和新加坡的高分辨率智能视觉系统，这些跑道异物监测系统投入使用为飞机安全发挥了重要作用。
在机场跑道FOD检测系统中，其中对雷达信号的处理模块在获取机场跑道异物的位置信息、形状信息等信息的过程中占据极其重要的地位，这是因为，只有对雷达获取的信号进行数字化、模拟化处理，才能使得工作人员清晰的得知异物的具体信息，从而为排除异物工作提供帮助。
然而，现有技术中的机场跑道FOD检测系统对机场跑道进行异物检测后，其处理模块对数据的处理量较大，导致其获取检测结果效率较低，从而影响雷达对机场跑道的异物确定进程，进而影响工作人员排除异物的进程，对航空工业会造成一定的经济损失。
发明内容
针对上述存在的问题，本发明提供一种雷达处理系统及方法，以克服现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，从而提高处理速度，减少异物确认进程，进而提高工作人员排除异物的工作效率，减少异物对航空工业造成的经济损失。
为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
一种基于异物检测的雷达处理系统，其中，包括：电源、主机和信号处理器，所述电源为所述主机和所述信号处理器供电，所述主机与所述信号处理器之间通过PCI总线进行数据通信；
其中，所述信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，所述主处理器与所述从处理器之间通过外部总线进行数据通信。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述主机包括用于输入雷达信息的显控模块和用于显示异物信息的显示模块；
其中，所述显控模块用以太网的方式与所述主机进行数据通信，所述显示模块以VGA的方式与所述主机进行数据通信。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述信号处理器通过所述从处理器与所述主机进行数据通信。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述从处理器为FPGA器件。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述从处理器通过422通讯获取外部雷达采集模块中的初始雷达信息。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述从处理器能进行采样数据打包、FFT计算、IQ校正、加窗处理和定浮转换。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述主处理器包括多个TigerSHARC处理器，所述多个TigerSHARC处理器之间通过Link连接方式进行数据通信。
上述的基于异物检测的雷达处理系统，其中，所述主处理器包括五个TigerSHARC处理器，第一TigerSHARC处理器获取所述从处理器处理后的中间雷达信息，并对所述中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后进行信号分发；所述第二、第三、第四TigerSHARC处理器对获取到的所述结果雷达信息进行异物信息处理；所述第五TigerSHARC处理器对所述结果雷达信息进行视频处理。
一种基于异物检测的雷达处理方法，其中，应用如上述的雷达处理系统进行数据处理，包括：
获取初始雷达信息后通过422通讯方式进行传送；
对初始雷达信息进行采样数据打包、定浮转换、FFT计算操作后得到中间雷达信息，并将所述中间雷达信息通过外部总线进行传送；
对所述中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后进行信号分发、异物信息处理和视频处理；
将异物信息处理后的异物结果信息和视频处理后的视频结果信息通过从处理器和PCI总线传送给主机；
通过显示模块显示所述异物结果信息和视频结果信息。
上述的基于异物检测的雷达处理方法，其特征在于，在所述异物信息处理和所述视频处理过程中，IQ校正和加窗处理由所述从处理器进行。
上述技术方案具有如下优点或者有益效果：
本发明提供的基于异物检测的雷达处理系统及方法，该系统包括电源、主机和信号处理器，所述电源给主机和信号处理器供电，主机与信号处理器之间通过PCI总线进行数据通信；同时信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，主处理器与从处理器之间通过外部总线进行数据通信；通过该架构克服了现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，从而提高处理速度，减少异物确认进程，进而提高工作人员排除异物的工作效率，减少异物对航空工业造成的经济损失。
同时，该基于异物检测的雷达处理方法通过从处理器对初始雷达信息进行预处理，而后经过主处理器对中间雷达信息进行主要的雷达数据处理，并且在主处理器中运用多个TigerSHARC处理器，合理分配各自的处理任务，从而克服了现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，提高了处理速度，减少了异物确认进程，进而提高了工作人员排除异物的工作效率，也就减少了异物对航空工业造成的经济损失。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明极其特征、外形和优点将会变得更加明显。在全部附图中相同的标记指示相同的部分。并未刻意按照比例绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。
图1是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统的结构示意图；
图2是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统中的主处理器的结构示意图；
图3是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理方法的流程结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体的实施例对本发明作进一步的说明，但是不作为本发明的限定。
实施例1：
图1是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统的结构示意图；如图所示，本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统包括：电源、主机和信号处理器，电源用以给主机和信号处理器供电，主机与信号处理器之间通过PCI总线（或者CPCI总线）进行数据通信，通过该通信模式，能够使得信号能够较为迅速的进行传送；同时，信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，主处理器与从处理器之间通过外部总线进行数据通信，通过外部总线的通信方式，能够使得主处理器与从处理器之间的信号能够较快的进行传送，从而提高了整个系统的数据传送速度，也便提高了处理数据的速度，减少了异物确认的进程。
在本发明实施例1的基于异物检测的雷达处理系统中，主机包括用于输入雷达信息的显控模块和用于显示异物信息的显示模块（图中未示），显控模块用以太网的方式与主机进行数据通信，显示模块以VGA的方式与主机进行数据通信，根据各个模块的功能不同，从而采用不同的通信模式，达到数据传送的最优效果，进一步的提高了处理数据的速度。
在本发明实施例1的基于异物检测的雷达处理系统中，信号处理器通过从处理器与主机进行数据通信，即信号处理器中的从处理器与主机之间通过PCI总线（或者CPCI总线）进行数据通信，如此设置，能够使得数据从主机首先传送给从处理器，经过从处理器的预处理后再传送给主处理器进行数据的处理，分工明确，进而提高数据处理的效率。
在本发明实施例1的基于异物检测的雷达处理系统中，从处理器为FPGA器件，且从处理器通过422通讯获取外部雷达采集模块中的初始雷达信息，外部雷达采集模块是现有技术中常采用的模块，在此不予赘述，从处理器能进行采样数据打包、FFT计算、IQ校正、加窗处理和定浮转换；通过422通讯方式，能够进一步的提高数据传送的速度，从而提高整个系统的数据处理效率。
图2是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统中的主处理器的结构示意图；如图所示，在本发明实施例1中的的雷达处理系统中，主处理器包括多个TigerSHARC处理器，多个TigerSHARC处理器之间通过Link连接方式进行数据通信，采用Link连接方式进行数据通信能够加快TigerSHARC处理器之间的数据传送速度，进而提高了整个系统的数据处理速度。
在本发明实施例1中的的基于异物检测的雷达处理系统中，主处理器包括五个TigerSHARC处理器，第一TigerSHARC处理器（TS1）获取从处理器处理后的中间雷达信息，并对中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后根据各个TigerSHARC处理器的处理功能不同进行信号分发；第二、第三、第四TigerSHARC处理器（TS2、TS3、TS4）对获取到的结果雷达信息进行异物信息处理，而后将异物信息处理后的异物结果信息传送给第五TigerSHARC处理器（TS5），通过TS5传送到从处理器，而后经过该从处理器传送到主机的显示模块；同时，第五TigerSHARC处理器（TS5）对接收到的结果雷达信息进行视频处理，而后将进行视频处理后的视频结果信息传送给从处理器，最后经过该从处理器传送到主机的显示模块。
所以，本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理系统及方法，该系统包括电源、主机和信号处理器，所述电源给主机和信号处理器供电，主机与信号处理器之间通过PCI总线进行数据通信；同时信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，主处理器与从处理器之间通过外部总线进行数据通信；通过该架构克服了现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，从而提高处理速度，减少异物确认进程，进而提高工作人员排除异物的工作效率，减少异物对航空工业造成的经济损失。
图3是本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理方法的流程结构示意图；如图所示，本发明实施例1提供的雷达处理方法，应用上述的雷达处理系统进行数据处理，该方法包括：外部雷达采集模块获取初始雷达信息后通过422通讯方式传送给从处理器。
从处理器对初始雷达信息进行采样数据打包、定浮转换、FFT计算操作后得到中间雷达信息，并将中间雷达信息通过外部总线传送给主处理器，采样数据打包、定浮转换、FFT计算等这些操作均是现有技术中的简单的功能，在此不予赘述。
主处理器中的TS1对中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后根据各个TigerSHARC处理器的功能不同进行信号分发，TS2、TS3、TS4接收TS1传送过来的结果雷达信息而进行异物信息处理，得到异物结果信息，TS5接收TS1传送过来的结果雷达信息进行视频处理，得到视频结果信息。
TS2汇总异物结果信息并传送给TS5，TS5将异物结果信息和视频结果信息通过从处理器和PCI总线传送给主机；
主机通过其显示模块显示异物结果信息和视频结果信息。
在本发明实施例1提供的雷达处理方法中，在异物信息处理和视频处理过程中，IQ校正和加窗处理操作由从处理器进行，不同的功能实现或者操作通过合理的分配给各个处理器，从而使得各个处理器都能较优的进行数据的处理，使得处理速度得到提高，从而减少异物确认进程。
所以，本发明实施例1提供的基于异物检测的雷达处理方法通过从处理器对初始雷达信息进行预处理，而后经过主处理器对中间雷达信息进行主要的雷达数据处理，并且在主处理器中运用多个TigerSHARC处理器，合理分配各自的处理任务，从而克服了现有技术中的处理模块面对极其庞大的数据，其处理速度慢的问题，提高了处理速度，减少了异物确认进程，进而提高了工作人员排除异物的工作效率，也就减少了异物对航空工业造成的经济损失。
本领域技术人员应该理解，本领域技术人员结合现有技术以及上述实施例可以实现所述变化例，在此不予赘述。这样的变化例并不影响本发明的实质内容，在此不予赘述。
以上对本发明的较佳实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，其中未尽详细描述的设备和结构应该理解为用本领域中的普通方式予以实施；任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例，这并不影响本发明的实质内容。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化以及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，包括：电源、主机和信号处理器，所述电源为所述主机和所述信号处理器供电，所述主机与所述信号处理器之间通过PCI总线进行数据通信；
其中，所述信号处理器包括用于进行距离截取、信号分发、视频处理和异物信息处理的主处理器，以及用于获取并预处理初始雷达信息的从处理器，所述主处理器与所述从处理器之间通过外部总线进行数据通信。
2.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述主机包括用于输入雷达信息的显控模块和用于显示异物信息的显示模块；
其中，所述显控模块用以太网的方式与所述主机进行数据通信，所述显示模块以VGA的方式与所述主机进行数据通信。
3.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述信号处理器通过所述从处理器与所述主机进行数据通信。
4.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述从处理器为FPGA器件。
5.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述从处理器通过422通讯获取外部雷达采集模块中的初始雷达信息。
6.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述从处理器能进行采样数据打包、FFT计算、IQ校正、加窗处理和定浮转换。
7.如权利要求1所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述主处理器包括多个TigerSHARC处理器，所述多个TigerSHARC处理器之间通过Link连接方式进行数据通信。
8.如权利要求7所述的基于异物检测的雷达处理系统，其特征在于，所述主处理器包括五个TigerSHARC处理器，第一TigerSHARC处理器获取所述从处理器处理后的中间雷达信息，并对所述中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后进行信号分发；所述第二、第三、第四TigerSHARC处理器对获取到的所述结果雷达信息进行异物信息处理；所述第五TigerSHARC处理器对所述结果雷达信息进行视频处理。
9.一种基于异物检测的雷达处理方法，其特征在于，应用如权利要求1～8中任意一项所述的雷达处理系统进行数据处理，包括：
获取初始雷达信息后通过422通讯方式进行传送；
对初始雷达信息进行采样数据打包、定浮转换、FFT计算操作后得到中间雷达信息，并将所述中间雷达信息通过外部总线进行传送；
对所述中间雷达信息进行距离截取后得到结果雷达信息，而后进行信号分发、异物信息处理和视频处理；
将异物信息处理后的异物结果信息和视频处理后的视频结果信息通过从处理器和PCI总线传送给主机；
通过显示模块显示所述异物结果信息和视频结果信息。
10.如权利要求9所述的基于异物检测的雷达处理方法，其特征在于，在所述异物信息处理和所述视频处理过程中，IQ校正和加窗处理由所述从处理器进行。
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