CN115661413A

CN115661413A - 一种雷达阵面信息处理方法、系统、介质及设备

Info

Publication number: CN115661413A
Application number: CN202211347753.0A
Authority: CN
Inventors: 高翔; 陶赫; 马崴
Original assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Current assignee: Beijing Institute of Radio Measurement
Priority date: 2022-10-31
Filing date: 2022-10-31
Publication date: 2023-01-31

Abstract

本发明属于雷达领域，尤其涉及一种雷达阵面信息处理方法、系统、介质及设备。该方法包括：将实际雷达天线尺寸以及实际雷达天线结构特点结合雷达天线不同部分的名称规划，构建目标三维模型；对按照规定格式进行存储的三维模型进行加载，提取组信息以及渲染属性；将待处理信息按照雷达天线不同部分的名称规划规则进行编号，将编号结果与组信息进行匹配，并基于匹配结果更改着色器交互信息，根据渲染属性以及着色器交互信息更改结果对待处理信息进行显示。通过将雷达天线不同部分的名称规则以及将信息按照上述规则进行编号的形式实现了天线设计人员与结构人员之间的信息交互，有效减小因沟通和认知偏差导致的对应关系错误，人员成本显著降低。

Description

一种雷达阵面信息处理方法、系统、介质及设备

技术领域

本发明属于雷达领域，尤其涉及一种雷达阵面信息处理方法、系统、介质及设备。

背景技术

现有技术中通过控件拖拽编辑较适用于过往小规模阵面绘制中,开发人员通过简化的天线结构图,人工操作拖拽设定用来表示组建的控件位置,使控件集合构成与结构图相似的形状,每个控件表示单个组件,使用此方法构建数万个组件的天线阵面需耗费大量的时间和人力。通过坐标表格查表绘制的方法，避免了显示类软件开发人员通过“人工拖拽摆放控件”所带来的工作量，但所需的“坐标表格”需要天线设计人员花费一定时间从自己的设计结果中提炼总结，生成信息显示软件开发人员所需的满足一定显示规则的坐标信息表，由于天线设计人员与软件开发人员所从事专业不同，这个沟通制定坐标信息表的过程，也会产生一些思路上的歧义和信息定义理解上的错误。因此无法直接将需要进行渲染的数据快速显示。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种雷达阵面信息处理方法、系统、介质及设备。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种雷达阵面信息处理方法，包括：

步骤1，构建雷达天线不同部分的名称规则，根据实际雷达天线尺寸、实际雷达天线结构特点以及所述雷达天线不同部分的名称规划，规划针对雷达天线的目标三维模型；

步骤2，对按照规定格式进行存储的所述三维模型进行加载，提取组信息以及渲染属性，所述组信息包括所述雷达天线不同部分的名称规划；

步骤3，将待处理信息按照所述雷达天线不同部分的名称规划规则进行编号，将编号结果与所述组信息进行匹配，并基于匹配结果更改着色器交互信息，根据所述渲染属性以及着色器交互信息更改结果对所述待处理信息进行显示。

本发明的有益效果是：针对现在天线阵面组件规模不断增大的趋势，本发明着重解决了天线设计人员、结构人员以及显示类软件开发人员间的逻辑关系对应矛盾点，通过将雷达天线不同部分的名称规则以及将信息按照上述规则进行编号的形式实现了天线设计人员与结构人员之间的信息交互，成功增强显示类软件开发人员开发效率以及降低设计人员的沟通成本，并有效减小因沟通和认知偏差导致的对应关系错误，人员成本显著降低。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进。

进一步，所述构建雷达天线不同部分的名称规则为：按照阵面、子阵以及组件的形式对雷达天线不同部分进行命名。

进一步，所述构建目标三维模型的过程具体为：

在构建所述目标三维模型时，将所述目标三维模型沿着x轴方向进行旋转，直至所述目标三维模型中的阵面的法线为z轴正方向，且所述目标三维模型中的阵面的中心点位于坐标系原点，y轴方向为天空方向，z轴方向为标准状态下阵面法线方向，x轴方向通过z轴、y轴以及右手定则确定。

进一步，还包括：

步骤4，根据漫游视口与雷达阵面的距离，渲染并显示不同级别信息；或者获取待处理信息编号，基于所述待处理信息编号渲染并显示所述待处理信息编号对应的信息。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种雷达阵面信息处理系统，包括：

构建模块用于：构建雷达天线不同部分的名称规则，根据实际雷达天线尺寸、实际雷达天线结构特点以及所述雷达天线不同部分的名称规划，规划针对雷达天线的目标三维模型；

提取模块用于：对按照规定格式进行存储的所述三维模型进行加载，提取组信息以及渲染属性，所述组信息包括所述雷达天线不同部分的名称规划；

显示模块用于：将待处理信息按照所述雷达天线不同部分的名称规划规则进行编号，将编号结果与所述组信息进行匹配，并基于匹配结果更改着色器交互信息，根据所述渲染属性以及着色器交互信息更改结果对所述待处理信息进行显示。

进一步，所述构建目标三维模型的过程具体为：

进一步，还包括：

漫游模块用于：根据漫游视口与雷达阵面的距离，渲染并显示不同级别信息；或者获取待处理信息编号，基于所述待处理信息编号渲染并显示所述待处理信息编号对应的信息。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种存储介质，所述存储介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如上述任一项所述的方法。

本发明解决上述技术问题的另一种技术方案如下：一种电子设备，包括上述存储介质、执行上述存储介质内的指令的处理器。

附图说明

图1为本发明一种雷达阵面信息处理方法实施例提供的流程示意图；

图2为本发明一种雷达阵面信息处理系统实施例提供的结构框架图；

图3为本发明一种雷达阵面信息处理方法实施例提供的目标三维模型原始方向示意图；

图4为本发明一种雷达阵面信息处理方法实施例提供的旋转后法线朝向z轴正方向示意图。

具体实施方式

以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种雷达阵面信息处理方法，包括：

构建雷达天线不同部分的名称规则，根据实际雷达天线尺寸、实际雷达天线结构特点以及所述雷达天线不同部分的名称规划，规划针对雷达天线的目标三维模型；

在一些可能的实施方式中，针对现在天线阵面组件规模不断增大的趋势，本发明着重解决了天线设计人员、结构人员以及显示类软件开发人员间的逻辑关系对应矛盾点，通过将雷达天线不同部分的名称规则以及将信息按照上述规则进行编号的形式实现了天线设计人员与结构人员之间的信息交互，成功增强显示类软件开发人员开发效率以及降低设计人员的沟通成本，并有效减小因沟通和认知偏差导致的对应关系错误，人员成本显著降低。

需要说明的是，实际雷达天线结构特点指的是：“阵面-子阵-组件”这是一个典型关系组合，但也可能更加细化生成“阵面-子阵-组件-单元”等监测点需要更细致的形式；

雷达天线不同部分的名称规则指的是：天线整个阵面到阵面被划分成的子阵到子阵上所包括的组件这个关系，第几个阵面的哪个子阵下的哪个组件；

由于本申请是针对天线设计人员以及软件开发人员之间快速了解彼此传输数据的含义进而产生的方案，因此在申请文件中的第三方可以理解为软件开发人员一方。

步骤1，构建雷达天线不同部分的名称规则，根据实际雷达天线尺寸、实际雷达天线结构特点以及所述雷达天线不同部分的名称规划，规划针对雷达天线的目标三维模型的具体处理过程可参考如下内容进行辅助理解：

天线结构设计人员按照阵面、子阵、组件三级对天线各部分采用“阵面x_子阵y_组件z”形式进行名称规划；

各部分：指天线整个阵面到阵面被划分成的子阵到子阵上所包括的组件这个关系，第几个阵面的哪个子阵下的哪个组件

上述步骤的意义在于生成和实物对应的名字定义，例如将阵面1中子阵2的第3个组件命名为“阵面1子阵2组件3”

其中，x＝1,2,…,M,M为此次设计所涉及的阵面数量。

其中，y＝1,2,…,N,N为当前阵面x内所包含的子阵数量。

其中，z＝1,2,…,P,P为当前阵面x子阵y中所包含的TR组件数量。

例如“ANT1_SUB1_TR1”为阵面1内子阵1中的第一个TR组件。

天线结构设计人员根据的实际天线尺寸和结构特点，结合之前所定义的层级及同一层级分割粒度利用建模工具构建目标三维模型各部分，定义延阵面法线方向为Z轴方向,天空方向为y轴方向,空间坐标轴定义满足右手定则。由于阵面常存在一定倾角,故需将模型延x轴方向进行旋转,保证阵面法线延z轴正方向，且阵面中心位于坐标系原点，如图3以及图4所示。天线结构设计人员根据在先定义的名称，通过建模软件对所绘制的模型进行细节分组命名

层级指由阵面到子阵再到组件这个层级,阵面x中包含N个子阵，每个子阵y中包含P个组件；

同一层级分割粒度指的是阵面为最高层级，向下是子阵层级，再向下是组件层级，如果还包含如单元等再细化的节点，层级依次向下排列；

构建目标三维模型各部分是根据实物结构组成关系，将各部件结合并添加连接关系以及添加外部非需监测的部件，构建阵面整体三维模型。

需注意，“将各部件结合并添加连接关系以及添加外部非需监测的部件”：举例x_y_z所定义和需后续使用的只包括了组件、子阵及阵面外部轮廓，但实际模型可能根据显示要求，还要包括部分简单示意性连接部件，例如线缆等。

通过上述内容使用三维建模软件制作的模型，并根据前述命名方法，在模型中对所关注的组件部分进行了分组命名，即x_y_z。

步骤2，对按照规定格式进行存储的所述三维模型进行加载，提取组信息以及渲染属性的具体过程可参考如下内容进行辅助理解：

天线结构设计人员将三维模型存储为典型的obj三维模型文件格式，交付开发人员，开发人员使用如ASSIMP等典型三维模型资源加载库对模型文件进行加载，提取出其中顶点数据、元素信息、组信息、渲染属性等内容。其中组信息即为由天线结构设计人员在构建三维模型时根据“阵面x_子阵y_组件z”形式规划设定好的名称。

顶点数据为构成模型的所有顶点位置信息，包括几何体顶点、贴图坐标点、顶点法线、参数空格顶点等；

元素信息包括点、线、面、曲线、2D曲线、表面等连接属性；

渲染属性包括导角插值、颜色插值、溶解插值、细节层次、材质名称、材料库、投射阴影、光线跟踪等；

该实例中，根据模型信息使用三维图形绘制接口或开发引擎对阵面模型进行三维绘制，根据天线模型已设置为阵面法线延z轴原点且阵面中心位于坐标系原点的特性，将模型绘制在三维世界坐标系原点,且将相机设置在z轴正方向远端,且保证视景体覆盖角度覆盖满足可以看到整个阵面的范围，此时屏幕显示内容与阵面正视投影角度下内容一致。

步骤3，将待处理信息按照所述雷达天线不同部分的名称规划规则进行编号，将编号结果与所述组信息进行匹配，并基于匹配结果更改着色器交互信息，根据所述渲染属性以及着色器交互信息更改结果对所述待处理信息进行显示的具体过程可参考如下示例进行辅助理解：

当发生故障或者有信息内容需要显示时，阵面状态监测信息通过“x_y_z”进行编号，信息显示开发人员在每周期模型渲染过程中，直接根据这些阵面状态监测信息，匹配模型中“组信息”内容，更改着色器交互信息，对存在故障的组件进行颜色或文字纹理等信息标注，达到信息直接传递作用

“发生故障和有信息内容需要显示”指的是当雷达系统阵面出现某故障时，当本系统接收到该故障的信息通知；

通过“x_y_z”进行编号具体为不仅使用了模型构建这个方法去对各组件、子阵、阵面能够获得分组标注，且让阵面故障信息的通知也通过相同方式进行定义，以达到接收到信息通知例如“阵面1子阵6组件3”出现故障时，自动对应模型对应的显示部分；

更改着色器交互信息具体过程为：基于接收到的监测信息中“x_y_z”所对应的状态，依次对三维图形绘制接口或开发引擎所绘制的模型的“x_y_z”组件模型进行例如颜色变更，例如故障时显示为红色，降级时显示为黄色，正常工作时显示为模型原始材质颜色。

优选地，在上述任意实施例中，所述构建雷达天线不同部分的名称规则为：按照阵面、子阵以及组件的形式对雷达天线不同部分进行命名。

优选地，在上述任意实施例中，所述构建目标三维模型的过程具体为：

优选地，在上述任意实施例中，还包括：

需要说明的是，上述步骤可通过如下过程进行辅助理解：

根据阵面模型层次化特点，设定当视口远离阵面时，绘制阵面模型外部顶层信息，不会可见范围内或存在结构遮挡的组件级信息渲染，只进行全阵级或子阵级信息渲染，达到“总状态监视”或“子阵级信息监视”作用；当视口到达预置位置时，设定不再对阵面顶层信息及子阵级信息进行渲染，只对组件级信息显示，且通过视口移动到达对大规模组件信息漫游查看，且可通过子阵级、组件级名称，直接切换视口到指定模型渲染位置查看。例如当使用者指定查看组件“1_3_9”时，此时视口根据阵面1-子阵3-组件9模型所在位置进行切换，并拉近相机位置，根据视景体覆盖角度移动位置到达视野正视该组件位置。

阵面模型即为目标三维模型，层次化特点即一个阵面中包含N个子阵，每个子阵中包含P个组件，且需打开阵面盖板后才能看到全部子阵，而每个子阵中又存在多个组件，意思是存在显示的层级关系，这不是一眼就能看到全部层级的，可能存在遮挡等关系；

漫游视口或视口指的是使用三维图形绘制接口或开发引擎显示渲染过程中照相机在三维世界摆放的位置；

绘制阵面模型外部顶层信息即为使用三维图形绘制接口或开发引擎对模型进行绘制，视口范围内的一个或多个组件模型及其根据实时状态表示的颜色；外部可能看到的就是整个阵面此时可以根据设计需要，显示一个全阵状态也可以显示分块每个子阵的状态，但此时是无法在整体试图中一目了然查看到上万组件状态的；

组件级信息包含组件z。

如图2所示，一种雷达阵面信息处理系统，包括：

构建模块100用于：构建雷达天线不同部分的名称规则，根据实际雷达天线尺寸、实际雷达天线结构特点以及所述雷达天线不同部分的名称规划，规划针对雷达天线的目标三维模型；

提取模块200用于：对按照规定格式进行存储的所述三维模型进行加载，提取组信息以及渲染属性；

显示模块300用于：将待处理信息按照所述雷达天线不同部分的名称规划规则进行编号，将编号结果与所述组信息进行匹配，并基于匹配结果更改着色器交互信息，根据所述渲染属性以及着色器交互信息更改结果对所述待处理信息进行显示。

优选地，在上述任意实施例中，还包括：

读者应理解，在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的方法实施例仅仅是示意性的，例如，步骤的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个步骤可以结合或者可以集成到另一个步骤，或一些特征可以忽略，或不执行。

上述方法如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分，或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，RandomAccessMemory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims

1.一种雷达阵面信息处理方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种雷达阵面信息处理方法，其特征在于，所述构建雷达天线不同部分的名称规则为：按照阵面、子阵以及组件的形式对雷达天线不同部分进行命名。

3.根据权利要求2所述的一种雷达阵面信息处理方法，其特征在于，所述构建目标三维模型的过程具体为：

4.根据权利要求3所述的一种雷达阵面信息处理方法，其特征在于，还包括：

5.一种雷达阵面信息处理系统，其特征在于，包括：

6.根据权利要求5所述的一种雷达阵面信息处理系统，其特征在于，所述构建雷达天线不同部分的名称规则为：按照阵面、子阵以及组件的形式对雷达天线不同部分进行命名。

7.根据权利要求6所述的一种雷达阵面信息处理系统，其特征在于，所述构建目标三维模型的过程具体为：

8.根据权利要求7所述的一种雷达阵面信息处理系统，其特征在于，还包括：

9.一种存储介质，其特征在于，所述介质中存储有指令，当计算机读取所述指令时，使所述计算机执行如权利要求1至4中任一项所述的方法。

10.一种电子设备，其特征在于，包括权利要求9所述的存储介质、执行所述存储介质内的指令的处理器。