CN108419059B - 一种雷达视频数据扫描变换传输的流程方法 - Google Patents

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Abstract

本发明是一种FPGA和PC软件结合的雷达信号处理领域的雷达视频数据扫描变换和方位数据补偿传输的处理流程方法，其中包括：一种雷达一次视频数据FPGA和PC软件结合的雷达视频数据扫描变换和方位补偿处理流程方法。具体包括通过FPGA实现雷达一次视频数据的扫描变换，通过PC软件进行方位补偿。两者通过PCI_E总线进行相互通信，完成相雷达一次视频数据的处理工作。在保证了一次视频数据处理的实时性要求的同时，提高了整个处理流程的灵活性，降低雷达一次视频数据处理的实现难度和实现成本。

Description

一种雷达视频数据扫描变换传输的流程方法
技术领域
本发明属于雷达信号处理领域。
背景技术
目前在雷达一次视频数据处理领域的技术研究和装备研制中，主要实现雷达一次视频转换处理和传输的方法分为纯硬件，纯软件以及软件结合三种，用纯硬件方法实现雷达一次视频数据的转换和方位补偿显示能力的方法，存在硬件结构复杂，灵活性通用性差的问题。而用纯软件实现则受制于目前计算机计算能力，在处理大批量数据时，无法很好满足一次视频转换的实时性要求。一些主流的软硬件结合的流程方法，软硬件间交互较为复杂，流程分配不合理，无法很好的满足实时性和通用性要求。
文献《基于滚动输出模式的高速雷达视频显示的处理方法》(《雷达与对抗》，2014年12月刊)提供了一种基于硬件vram和sram的硬件雷达视频处理方法，这种方法实时性好，但硬件较为复杂，且受制于硬件平台处理性能较弱，通用性和灵活性较差。
文献《软件化雷达视频显示的实时坐标变换方法》(《微计算机信息》，2010年2月刊)提供了一种软件化的雷达视频扫描变换处理流程方法，这种流程方法的灵活性好，但处理大批量数据时实时性无法保证。
文献《一种基于高性能DSP的雷达视频处理平台》(《计算机技术与应用》，2013年6月刊)提供了一种FPGA结合DSP进行雷达视频处理的流程方法，保证一定灵活性的同时也保证了数据处理的实时性。但是整体平台仍然偏硬件，开发难度较大，通用性和灵活性仍显不足。
本发明所提出的雷达视频数据的处理流程方法，结合了软件处理和硬件处理的特点，在确保了整个处理灵活性和实时性的同时，获得良好的通用性和灵活性，有效提升信号处理的速度和降低设备复杂度以及开发的复杂度，增加整个处理流程的灵活性，通过标准PCI_E总线进行通讯，可以降低设备实现的复杂程度并能达到良好的实时效果。
发明内容
本技术发明的目的在于提供一种灵活的软硬件结合的一种雷达视频数据扫描变换传输的流程方法。
本技术发明重点解决雷达一次视频数据的扫描变化处理，方位补偿处理中，以及后续对外通讯的实时性和灵活性兼顾的问题。
实现本技术发明的技术方案为：
本处理流程方法包含一块FPGA板卡和PC机，对雷达一次视频数据的处理采用硬件FPGA板卡结合PC端软件的方式进行。具体流程如下：硬件FPGA板卡和PC以PCI_E接口总线进行连接，其中一次视频光纤数据的解包和扫描变换由FPGA实现，扫描数据变换后的数据通过的PCI_E总线进行传输到PC端，由PC端软件接收后对数据进行方位扩展，方位数据补偿处理后并再PC端发送到外部，实现功能的同时满足相控阵雷达一次视频信号转换处理(扫描变换，方位扩展补偿及方位数据补偿)和传输的实时性和灵活性要求。
附图说明
图1本发明处理流程图。
图2本发明系统结构图。
具体实施方式
整个处理流程如下：硬件FGPA板卡与PC机通过PCI_E接口连接，一次雷达视频数据经过通过光纤输入FPGA板卡，一次视频的光纤数据由FPGA进行处理并解包，然后对数据进行坐标扫描变换处理，处理后的数据通过PCI_E总线传输到PC端软件，由PC端软件接收后进行方位数据补偿处理并打包后传输到前端进行处理显示。
详细的数据处理流程为：1.硬件FGPA板卡与PC机通过PCI_E接口相连接。FPGA板卡从FC光纤接收雷达一次视频数据，FPGA对读取的光纤数据通过坐标变换处理,坐标变换采用改进的笛卡尔坐标转换法，将极坐标转换为直角坐标的数据。2.FPGA将转换后的数据打包成数据帧，并通过FGPA板卡与PC机连接的PCI_E总线发送到PC端。3.PC端软件通过PCI_E接收数据后按数据帧对数据进行在方位上进行扩展和补偿处理。处理方法为，方位为a,则方位补偿范围为a,a-6,即方位向后方做补偿，对数据的补偿延展方位的数据采用中间延展，距离递减的方式进行，以消除摩尔纹。具体算法为：设补偿系数x，扩展系数为b,方位a的数据位d,经过实际的试验，x初始值设置为0.9效果最佳，b初始值为以0.8，对a和a-2方位的数据，以方位a的数据d乘以系数x，作为方位补偿后的数据，对a-3和a-4方位的数据，以d*x*b为a-3，a-4的方位数据，对a-5和a-6的方位，将补偿系数x减去0.2变为x-0.2，则补偿后数据位d*x*b。通过此方法可以将对4096的方位进行扩展，扩展至16384个方位。4.PC端软件处理后的数据然后通过PCI_E总线或者UDP网络方式，将打包后数据发送给前端进行进一步处理或显示。

Claims (2)

1.一种雷达视频数据扫描变换传输的流程方法，其特征在于：
步骤1：硬件FGPA板卡与PC机通过PCI_E接口相连接；FPGA板卡从FC光纤接收雷达一次视频数据，FPGA对读取的光纤数据通过坐标变换处理，坐标变换采用改进的笛卡尔坐标转换法，将极坐标转换为直角坐标的数据；
步骤2：FPGA将转换后的数据打包成数据帧，并通过FGPA板卡与PC机连接的PCI_E总线发送到PC端；
步骤3：PC端软件通过PCI_E接收数据，然后按数据帧在方位上对数据进行扩展和补偿处理：方位为a，则方位补偿范围为[a，a-6]，设补偿系数为x，扩展系数为b，方位a的数据位为d，对a和a-2方位的数据，以方位a的数据位d乘以补偿系数x，作为方位补偿后的数据位，对a-3和a-4方位的数据，以d*x*b为a-3、a-4的方位数据，对a-5和a-6的方位，将补偿系数为x减去0.2变为x-0.2，则补偿后数据为d*x*b；
步骤4：PC端软件处理后的数据通过PCI_E总线或者UDP网络方式，将打包后数据发送给前端进行进一步处理或显示。
2.根据权利要求1 所述的雷达视频数据扫描变换传输的流程方法，其特征在于：所述x初始值设置为0.9，扩展系数b初始值为0.8。
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