CN107561505A - 一种雷达回波特征可视化显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种雷达回波显示的实现方法。尤其涉及雷达探测复杂环境时根据检测、识别的雷达回波特征，形象的显示雷达探测结果。其中包括：首先提取出雷达回波特征形成特征库，然后设计对应的图标符号形成图标库，再把特征库与图标库关联处理，最后结合扫描线把雷达雷达探测结果形象的分类实时可视化。

Description

一种雷达回波特征可视化显示方法

技术领域

本发明涉及一种雷达回波特征可视化显示的实现方法。

背景技术

当前雷达回波显示都是根据当前位置的方位距离高度选择对应屏幕像素显示，像素的颜色表示雷达回波的强弱。由于该方法直接并且比较形象的反映出雷达探测的结果，已经被雷达终端显示所普遍采用。但是该种显示方式存在下列弊端：

不同的放大比例会影响显示的效果，针对关注的小目标对应的回波在显示比例较大时(量程较大时)可能就在屏幕上消失或很难找到，如果显示比例较小时(量程较小时)又不能全面关注探测空域。

要读懂主要雷达回波，需要具备较多雷达专业知识的专业人员经过长期的经验积累。特别是针对复杂环境下探测距离远、平台移动的雷达，面对复杂的电磁环境操作员即使经验丰富，专业水平过硬也不能把握全部目标回波特征。

针对以上两点，本发明对雷达回波进行全程全方位的特征提取，识别出全部雷达回波的特征，并把雷达回波特征可视化出来。当前的目标检测其实就是雷达回波特征的提取，虽然当前的检测是对雷达探测范围的全空域检测，但是只是输出了用于滤波跟踪的目标的特征，其他全部处理结果没有输出利用。

本发明中根据检测目标的特征采用不同的图标显示，对检测出来的干扰信息、云雨杂波、海杂波、地物杂波均根据其特征采用不同的图标显示出来。

发明内容

本发明的目的在于提供一种雷达回波显示的实现方法，该方法可以更加形象详细的表现出雷达处理的结果。

实现本发明的技术解决方案为：进行全空域检测，提取雷达回波的特征，并建立雷达回波特征库。通过全程全方位的检测雷达回波，把雷达回波的检测结果全部可视化出来，每一种检测结果均采用一类图标与之对应。雷达回波检测过程中把检测空域按照扇区的方法划分，然后逐个扇区检测，根据每种类型的探测元素的特征确定该种元素跨越扇区的数量，由探测元素覆盖的方位跨度决定其更新的频率，频率最低的需要一个扫描周期。每种探测元素需要输出各自的特征，如目标元素需要输出其起始方位距离高度，方位距离高度的延伸值，目标中心点(一般为“质量”中心点)。

根据可能出现的探测结果元素设计对应的图标数据库。图标数据库的设计要根据该雷达的特征设计。本发明以对船用搜索雷达为例，数据库中需要特别关注探测的目标，以及可能会干扰目标检测跟踪的探测元素。数据元素对应图标的建立需要进行多层次的设计：可以分为以下几种类型：目标、云雨、地物、海面杂波、回波副瓣、干扰回波和其他回波。

针对非重点关注探测元素，可以通过透明化方式设计，重点关注探测元素设计为显著显示方式(通过高亮显示甚至闪烁显示方式实现)。

根据特征库和图标库，把雷达回波特征元素与图标关联处理，并通过合适的方式把特征元素对应的图标实时可视化出来。然后根据探测元素的类型、特征数据以及当前的量程(或显示比例)调用探测元素库中对应的图标。

调用对应的图标按照图标特征采用输出图标。

附图说明

图1本发明的方案设计流程图。

具体实施方式

本发明的实施过程分为以下几个步骤：

1)建立雷达回波特征提取算法，通过距离、方位和仰角三个维度进行全空域检测，提取雷达回波的特征，并建立特征库，针对船用雷达包括下列探测结果的特征信息：目标的滤波结果、云雨杂波、海杂波和地物杂波等。根据探测算法和测试试验结果建立全面的特征库。把能明确类型的探测元素和不能明确类型的探测元素全部通过一定的格式输出给显示处理单元；

2)根据探测雷达的回波特征，实时的输出雷达回波特征。雷达回波特征数据输出格式采用方位、距离、仰角、延伸值、幅度等参数输出给图形显示处理单元；

3)根据雷达回波特征提取算法和测试结果，设计全面的图标库，针对特别关注回波特征分类需要进一步详细分类，如船用雷达，其探测结果全部是动态的，目标回波、地物杂波、海杂波、副瓣杂波和有源干扰杂波图标特征要详细，具体特征如表1所示；

4)根据回波特征参数转化为图标参数，显示单元根据方位、距离转化成屏幕的纵坐标和横坐标。可以由下列公式实现转换。

d_x＝Υ×sin(α×π÷180)；

d_y＝Υ×cos(α×π÷180)；

d_z＝Υ×sin(β×π÷180)；

P_x＝X₀+d_x×R÷S_r+λ_x；

P_y＝Y₀-d_y×R÷S_r+λ_y；

P_z＝Z₀-d_y×R÷S_r+λ_z；

其中α：方位，β：仰角，量纲为°；Υ：距离；X₀：原点像素x值；Y₀：原点像素y值；Z₀：原点像素z值；d_x：距离在x方向的分量值；d_y：距离在y方向的分量值；d_z:距离在z方向的分量值；R：半径的像素值；S_r：当前量程(由放大比例确定)，与d_x和d_y量纲相同；λ_x：偏心x分量；λ_y：偏心y分量；P_x：x方向的屏幕坐标；P_y：y方向的屏幕坐标。

5)创建图标库，针对表1中每一种图标，均绘制出一系列图标，这些图标分别可以适应不同的显示比例、不同的显示模式；

6)针对船用雷达，目标作为重点关注的探测元素，对其图标显示的颜色采用高亮颜色突出显示，其他探测元素通过透明化和颜色淡化方式显示，以降低其对操作员的影响。每一种图标可以设置为一个实现单元，其中的可以设置的参数包括：透明度、中心位置/起始位置，延伸值等。根据这些可以设置参数输出不同的显示效果，以适应不同的侧重点，不同的现实比例的要求。

7)可以通过设置合适的OpenGL投影矩阵和合适的视口将图形映射到屏幕坐标，或其他方式实现雷达回波的显示。.

表1图标库设计要求表

Claims (4)

1.一种雷达回波特征可视化显示方法，其特征在于：

步骤1：进行全空域检测，提取雷达回波的特征，并建立雷达回波特征库；

步骤2：针对每一种探测结果，根据其特征建立对应的图标库；

步骤3：根据步骤1所述的特征库和步骤2所述的图标库，把雷达回波的特征元素与图标关联处理，并通过合适的方式把特征元素对应的图标实时可视化出来。

2.根据权利要求1所述的一种雷达回波特征可视化显示方法,其特征在于：所述步骤1：通过距离、方位和仰角三个维度进行全空域检测，提取雷达回波的特征，并建立特征库，针对船用雷达探测结果的特征信息，包括目标的滤波结果、云雨杂波、海杂波和地物杂波；根据探测雷达的回波特征，实时的输出雷达回波特征。

3.根据权利要求1所述的一种雷达回波特征可视化显示方法，其特征在于：所述步骤2根据雷达回波特征提取算法和测试结果，设计全面的图标库，针对特别关注回波特征分类需要进一步详细分类。

4.根据权利要求1所述的一种雷达回波特征可视化显示方法，其特征在于：所述步骤3中：针对船用雷达，目标作为重点关注的探测元素，对其图标显示的颜色采用高亮颜色突出显示，其他探测元素通过透明化和颜色淡化方式显示，以降低其对操作员的影响。