CN111551930A - 基于分层显示的雷达图像显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于分层显示的雷达图像显示方法，包括以下步骤，定义为杂波背景图层；创建杂波背景图像缓冲区；取出杂波背景图层所需的内存数据压缩后，写入所创建的杂波背景图像缓冲区；定义为动目标信号图层；创建动目标信号图像缓冲区；取出动目标信号图层所需的内存数据映射后写入动目标信号图像缓冲区；写入杂波背景图像缓冲区的杂波背景图像作为背景图层，写入动目标信号图像缓冲区的动目标信号图像作为显示控制图层，两者结合进行图像绘制。本发明采用分层显示设计和图像缓冲技术，可以在雷达检测系统的处理器与显卡配置较低的显控中，简单便捷的进行雷达图像显示，具有良好的应用前景。

Description

基于分层显示的雷达图像显示方法

技术领域

本发明涉及雷达图像显示传输技术领域，具体涉及一种基于分层显示的雷达图像显示方法。

背景技术

雷达图像实时显示是雷达系统的重要组成部分之一，具有高刷新率、高实时性以及高分辨率等特点。常规的雷达图像显示通常由杂波背景图与动目标信号共同组成，其中杂波背景图可以显示地杂波、海杂波等形成的背景图像，动目标信号可以实时显示、跟踪运动目标，同时,支持显控点击选中以及显示选中动目标信号的属性（如速度、距离、幅度等）。

雷达图像显示的难点在于杂波背景图的数据点量通常超过百万点，而动目标信号在恒虚警阈值设置值较低的情况下也通常可以达到数十万点，这两种图像需要实时显示在显控界面上，因此雷达系统对于图像处理的软件算法以及处理器的要求较高。

目前，国内外针对雷达图像处理的软件开发通常采用硬件加速或者直接操作显存的方式，这两种方式对于硬件的要求较高，并且也增加了开发的复杂度和成本。

如何能在雷达系统处理器与显卡配置较低的显控中以简单便捷的开发方法进行雷达图像显，更有效的对杂波背景图以及动目标信号进行实时显示，是当前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有的雷达图像处理的软件开发通常采用硬件加速或者直接操作显存的方式，对于硬件要求较高的问题。本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法，采用分层显示设计和图像缓冲技术，根据显控界面的缩放进行动态映射显示，满足了大数据量、高刷新率的显示要求，最终的绘制只需要调用两次显控绘图设备，从而避免了频繁调用显控绘图设备而造成的性能损失，具有良好的应用前景。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

一种基于分层显示的雷达图像显示方法，包括以下步骤，

步骤（A），在雷达图像显示系统在接收到杂波背景图后，将杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为杂波背景图层；

步骤（B），雷达图像显示系统获取到当前显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度，并按照该尺寸创建杂波背景图像缓冲区；

步骤（C），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（B）当前显控界面中雷达监视区域的尺寸进行数据压缩后，写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区；

步骤（D），在雷达图像显示系统在接收到动目标信号后，将动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为动目标信号图层；

步骤（E），雷达图像显示系统获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸，并按照该显示位置、显示尺寸创建动目标信号图像缓冲区；

步骤（F），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（E）当前显控界面的缩放比例、显示尺寸进行数据映射后，写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区；

步骤（G），以步骤（C）中写入杂波背景图像缓冲区的杂波背景图像作为背景图层，步骤（F）中所写入动目标信号图像缓冲区的动目标信号图像作为显示控制图层，两者结合进行图像绘制。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（A），将杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为杂波背景图层，具体包括以下步骤，

（A1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建杂波数据存储的内存数据区；

（A2），将接收到的杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象；

（A3），将杂波点数据对象以内存拷贝的形式写入（A1）的内存数据区，形成杂波背景图层。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（B），雷达图像显示系统获取到当前显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度，并按照该尺寸创建杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（B1），获取显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度；

（B2），根据（B1）雷达监视区域的尺寸创建第一RGB图像缓冲区，该第一RGB图像缓冲区为杂波背景图像缓冲区。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（C），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（B）当前显控界面中雷达监视区域的尺寸进行数据压缩后，写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤：

（C1），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据；

（C2），根据横纵坐标对杂波背景图对应的内存数据进行数据压缩，其中横坐标X轴的压缩公式为R+D*c*cos(a)，纵坐标Y轴的压缩公式为R-D*c*sin(a)，其中，R为第一RGB图像缓冲区的第一RGB图像半径，D为杂波点的实际距离，c为第一RGB图像半径R与第一RGB图像雷达扫描最大距离Dmax的比例：c=R/Dmax，a为杂波点的角度；

（C3），将数据压缩后的内存数据写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（D），在雷达图像显示系统在接收到动目标信号后，将动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为动目标信号图层，具体包括以下步骤，

（D1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建动目标信号存储的内存数据区；

（D2），将接收到的动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标信号对象；

（D3），将动目标信号对象以内存拷贝的形式写入（D1）的内存数据区，形成动目标信号图层。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（E），雷达图像显示系统获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸，并按照该显示位置、显示尺寸创建动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（E1），获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸；

（E2），根据（E1）的的缩放比例、显示位置以及显示尺寸创建第二RGB图像缓冲区，该第二RGB图像缓冲区为动目标信号图像缓冲区。

前述的基于分层显示的雷达图像显示方法，步骤（F），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（E）当前显控界面的缩放比例、显示尺寸进行数据映射后，写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（F1），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据；

（F2），根据横纵坐标对动目标信号对应的内存数据进行数据映射，其中横坐标X轴的映射公式为dx+H*c1*cos(b)，纵坐标Y轴的映射公式为dy-H*c1*sin(b)，其中，dx为显控动目标图像左边界与实际雷达扫描范围左边界的差值，H为动目标信号点的实际距离，c1为第二RGB图像半径R1与第二RGB图像雷达扫描最大距离Hmax的比例，c1=R1/Hmax，b为动目标信号点的角度，dy为显控动目标图像上边界与实际雷达扫描范围上边界的差值；

（F3），将数据映射后的内存数据写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区。

本发明的有益效果是：本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法，能够可以在雷达检测系统的处理器与显卡配置较低的显控中，简单便捷的进行雷达图像显示，更有效的对杂波背景以及动目标信号进行实时显示，可以提高显控软件的开发效率，具体优点如下：

（1）采用分层设计，杂波背景图主要用于观测周边环境，因此采用数据压缩显示的方法绘制背景图层，动目标信号需要人机交互，查看目标点属性，因此采用数据映射的方法，根据显控界面的缩放进行动态映射显示，满足了大数据量、高刷新率的显示要求；

（2）采用图像缓冲技术，提前创建杂波背景图层与动目标信号图层的RGB图像数据内存，因此，最终的绘制只需要调用两次显控绘图设备，从而避免了频繁调用显控绘图设备而造成的性能损失。

附图说明

图1是本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法的流程图；

图2是本发明的杂波背景图层所需的内存数据的数据压缩示意图；

图3是本发明的动目标信号图层所需的内存数据的数据映射示意图。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。

如图1所示，本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法，包括以下步骤，

步骤（A），在雷达图像显示系统在接收到杂波背景图后，将杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为杂波背景图层，具体包括以下步骤，

（A1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建杂波数据存储的内存数据区；

（A2），将接收到的杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，具体为：将接收到的杂波背景图按照数据点角度（rawAngel）、距离（rawLength）以及幅度（rawAmp）属性构建杂波点数据对象；该对象包括原始属性（原始角度：rawAngel、原始距离：rawLength以及原始幅度：rawAmp）以及计算后的原始属性（映射角度：mapAngel、映射距离：映射mapLength以及映射幅度：mapAmp），mapAngel=90- rawAngel，mapLength=width/maxArea * rawLength（width为屏幕尺寸，maxArea为最大扫描范围），mapAmp =rawAmp*log10 ；

（A3），将杂波点数据对象以内存拷贝的形式写入（A1）的内存数据区，形成杂波背景图层；

步骤（B），雷达图像显示系统获取到当前显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度，并按照该尺寸创建杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（B1），获取显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度；

（B2），根据（B1）雷达监视区域的尺寸创建第一RGB图像缓冲区，该第一RGB图像缓冲区为杂波背景图像缓冲区；

步骤（C），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（B）当前显控界面中雷达监视区域的尺寸进行数据压缩后，写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤：

（C1），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据；

（C2），如图2所示，根据横纵坐标对杂波背景图对应的内存数据进行数据压缩，其中横坐标X轴的压缩公式为R+D*c*cos(a)，纵坐标Y轴的压缩公式为R-D*c*sin(a)，其中，R为第一RGB图像缓冲区的第一RGB图像半径，D为杂波点的实际距离，c为第一RGB图像半径R与第一RGB图像雷达扫描最大距离Dmax的比例：c=R/Dmax，a为杂波点的角度；

（C3），将数据压缩后的内存数据写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区；

步骤（D），在雷达图像显示系统在接收到动目标信号后，将动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为动目标信号图层，具体包括以下步骤，

（D1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建动目标信号存储的内存数据区；

（D2），将接收到的动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标信号对象，具体为：将接收到的动目标信号按照数据点的角度（rawAngel1）、距离（rawLength1）以及幅度（rawAmp1）属性构建目标信号按照数据对象；该对象包括原始属性（原始角度：rawAngel1、原始距离：rawLength1以及原始幅度：rawAmp1）以及计算后的原始属性（映射角度：mapAngel1、映射距离：映射mapLength1以及映射幅度：mapAmp1），mapAngel1=90-rawAngel1，mapLength1=width/maxArea1 * rawLength1（width为屏幕尺寸，maxArea1为最大扫描范围），mapAmp 1=rawAmp1*log10；

（D3），将动目标信号对象以内存拷贝的形式写入（D1）的内存数据区，形成动目标信号图层；

步骤（E），雷达图像显示系统获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸，并按照该显示位置、显示尺寸创建动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（E1），获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸；

（E2），根据（E1）的的缩放比例、显示位置以及显示尺寸创建第二RGB图像缓冲区，该第二RGB图像缓冲区为动目标信号图像缓冲区；

步骤（F），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（E）当前显控界面的缩放比例、显示尺寸进行数据映射后，写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（F1），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据；

（F2），根据横纵坐标对动目标信号对应的内存数据进行数据映射，其中横坐标X轴的映射公式为dx+H*c1*cos(b)，纵坐标Y轴的映射公式为dy-H*c1*sin(b)，其中，dx为显控动目标图像左边界与实际雷达扫描范围左边界的差值，H为动目标信号点的实际距离，c1为第二RGB图像半径R1与第二RGB图像雷达扫描最大距离Hmax的比例，c1=R1/Hmax，b为动目标信号点的角度，dy为显控动目标图像上边界与实际雷达扫描范围上边界的差值；

（F3），将数据映射后的内存数据写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区；

步骤（G），以步骤（C）中写入杂波背景图像缓冲区的杂波背景图像作为背景图层，步骤（F）中所写入动目标信号图像缓冲区的动目标信号图像作为显示控制图层，两者结合进行图像绘制。

本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法的具体实施方式为，将程序图形界面由三层图层组成，分别为扫描背景层、杂波背景图层以及动目标信号图层，其中扫描背景层为雷达扫描的范围区域显示，由半圆、分割线以及标尺组成，该图层建立后不再变化，杂波背景图层由RGB图片缓冲组成，该缓冲区填入杂波背景信号（基于QT提供的QImage类，将杂波背景信号以位置、颜色动态填入），动目标信号图层同样由RGB图片缓冲组成，该缓冲区填入动目标信号（基于QT提供的QImage类，将动目标信号以位置、颜色动态填入），在完成三个图层的创建后，将其叠加绘制在界面上。

综上所述，本发明的基于分层显示的雷达图像显示方法，能够可以在雷达检测系统的处理器与显卡配置较低的显控中，简单便捷的进行雷达图像显示，更有效的对杂波背景以及动目标信号进行实时显示，可以提高显控软件的开发效率，具体优点如下：

（1）采用分层设计，杂波背景图主要用于观测周边环境，因此采用数据压缩显示的方法绘制背景图层，动目标信号需要人机交互，查看目标点属性，因此采用数据映射的方法，根据显控界面的缩放进行动态映射显示，满足了大数据量、高刷新率的显示要求；

（2）采用图像缓冲技术，提前创建杂波背景图层与动目标信号图层的RGB图像数据内存，因此，最终的绘制只需要调用两次显控绘图设备，从而避免了频繁调用显控绘图设备而造成的性能损失。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (7)

1.基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：包括以下步骤，

步骤（A），在雷达图像显示系统在接收到杂波背景图后，将杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为杂波背景图层；

步骤（B），雷达图像显示系统获取到当前显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度，并按照该尺寸创建杂波背景图像缓冲区；

步骤（C），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（B）当前显控界面中雷达监视区域的尺寸进行数据压缩后，写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区；

步骤（D），在雷达图像显示系统在接收到动目标信号后，将动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为动目标信号图层；

步骤（E），雷达图像显示系统获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸，并按照该显示位置、显示尺寸创建动目标信号图像缓冲区；

步骤（F），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（E）当前显控界面的缩放比例、显示尺寸进行数据映射后，写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区；

步骤（G），以步骤（C）中写入杂波背景图像缓冲区的杂波背景图像作为背景图层，步骤（F）中所写入动目标信号图像缓冲区的动目标信号图像作为显示控制图层，两者结合进行图像绘制。

2.根据权利要求1所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（A），将杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为杂波背景图层，具体包括以下步骤，

（A1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建杂波数据存储的内存数据区；

（A2），将接收到的杂波背景图按照数据点角度、距离以及幅度属性构建杂波点数据对象；

（A3），将杂波点数据对象以内存拷贝的形式写入（A1）的内存数据区，形成杂波背景图层。

3.根据权利要求1所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（B），雷达图像显示系统获取到当前显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度，并按照该尺寸创建杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（B1），获取显控界面中雷达监视区域的尺寸，包括长度与宽度；

（B2），根据（B1）雷达监视区域的尺寸创建第一RGB图像缓冲区，该第一RGB图像缓冲区为杂波背景图像缓冲区。

4.根据权利要求2所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（C），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（B）当前显控界面中雷达监视区域的尺寸进行数据压缩后，写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区，具体包括以下步骤：

（C1），取出步骤（A）杂波背景图层所需的内存数据；

（C2），根据横纵坐标对杂波背景图对应的内存数据进行数据压缩，其中横坐标X轴的压缩公式为R+D*c*cos(a)，纵坐标Y轴的压缩公式为R-D*c*sin(a)，其中，R为第一RGB图像缓冲区的第一RGB图像半径，D为杂波点的实际距离，c为第一RGB图像半径R与第一RGB图像雷达扫描最大距离Dmax的比例：c=R/Dmax，a为杂波点的角度；

（C3），将数据压缩后的内存数据写入步骤（B）所创建的杂波背景图像缓冲区。

5.根据权利要求1所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（D），在雷达图像显示系统在接收到动目标信号后，将动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标数据对象，并同时存入实时内存，雷达图像显示系统将该部分的内存定义为动目标信号图层，具体包括以下步骤，

（D1），根据雷达图像显示系统的配置文件创建动目标信号存储的内存数据区；

（D2），将接收到的动目标信号按照数据点角度、距离以及幅度属性构建动目标信号对象；

（D3），将动目标信号对象以内存拷贝的形式写入（D1）的内存数据区，形成动目标信号图层。

6.根据权利要求1所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（E），雷达图像显示系统获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸，并按照该显示位置、显示尺寸创建动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（E1），获取到当前显控界面的缩放比例、显示位置以及显示尺寸；

（E2），根据（E1）的的缩放比例、显示位置以及显示尺寸创建第二RGB图像缓冲区，该第二RGB图像缓冲区为动目标信号图像缓冲区。

7.根据权利要求6所述的基于分层显示的雷达图像显示方法，其特征在于：步骤（F），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据，将该内存数据按照步骤（E）当前显控界面的缩放比例、显示尺寸进行数据映射后，写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区，具体包括以下步骤，

（F1），取出步骤（D）动目标信号图层所需的内存数据；

（F2），根据横纵坐标对动目标信号对应的内存数据进行数据映射，其中横坐标X轴的映射公式为dx+H*c1*cos(b)，纵坐标Y轴的映射公式为dy-H*c1*sin(b)，其中，dx为显控动目标图像左边界与实际雷达扫描范围左边界的差值，H为动目标信号点的实际距离，c1为第二RGB图像半径R1与第二RGB图像雷达扫描最大距离Hmax的比例，c1=R1/Hmax，b为动目标信号点的角度，dy为显控动目标图像上边界与实际雷达扫描范围上边界的差值；

（F3），将数据映射后的内存数据写入步骤（E）所创建的动目标信号图像缓冲区。

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