一种适应乱序数据包的雷达回波平滑显示方法.pdf

:./.收稿日期:修回日期:一种适应乱序数据包的雷达回波平滑显示方法杨沁泓付 林焦 禹孔 玥(中国船舶集团有限公司第八研究院南京)摘 要:针对经分布式视频处理技术处理后的信息通过网络发送到后端显示软件具有乱序、片段化以及数据疏、漏等缺点提出一种适应乱序信息处理数据包的雷达回波平滑显示方法可实现基于处理器組的并行乱序扇区片段数据的排列、拼接、平滑及显示处理并经实验验证了其有效性关键词:雷达回波显示乱序数据包处理扇区数据平滑中图分类号:.文献标识码:文章编号:()():.:引 言分布式视频处理技术作为基于服务器组网络传输的新型拼接技术可以提高信息处理的速率和容量但处理后的信息通过网络发送到后端显示软件具有乱序、片段化、数据疏、漏等缺点本文提出一种适应乱序数据包的雷达回波平滑显示方法实现扫描线及回波在态势显示区域顺时针更新能精确呈现搜索雷达的探测结果同时兼容不同型号处理器组采样能力造成的扇区数据疏、漏或间隙实现扇区数据间的平滑处理保证用于态势显示的回波视频数据准确、纹理精细 基本概念.态势显示区视频回波绘制机制显示软件将态势显示区分割成 个圆心角为/的扇形区域再通过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根据方位、距离转化成屏幕的纵、横坐标把雷达回波特征可视化映射至态势显示区对应的扇形区域可以用以下公式实现转换:()()()()()()式中、分别为方位和仰角 为距离、分别第 卷 第 期 年 月雷达与对抗 .为原点像素 值和 值、分别为距离在、方向的分量值 为半径的像素值为当前量程(由放大比例确定)与 和 量纲相同、分别为偏心 和 分量、分别为 方向和 方向的屏幕坐标图 给出了回波视频数据包经解析后投影至对应扇区的示意图 扇区示意图.分布式信息处理面临的问题分布式处理器的处理能力、截取的数据包内容、网络传输速率、拆包等原因导致视频数据无法按照天线扫描的顺序依次到达显示软件造成扫描线摆动、雷达回波更新乱序等现象不符合搜索雷达显控软件中扫描线和回波信息跟随伺服天线 顺时针旋转及更新的作战需要和使用习惯同时大量程、高分辨率的回波数据采用单报文传输将超过网络传输字节限制须将该回波数据截取成多个报文包分次发送给显示软件显示软件将其进行拼接再实时显示另外采样率的选取可能造成方位扇区疏或漏显示软件面向用户须保证回波视频纹理的精度和连续因此必须实现扇区数据间的平滑处理 算法实现本文算法流程包括数据接收、方位排列、数据拼接、视频纹理平滑处理和回波视频绘制等如图 所示.数据接收开辟网络线程和缓冲区 无差别接收雷达并行数据处理器 的回波数据 为缓冲区 设置标志位表示 数据元素是否更新或删除其中 表示缓冲区 内数据元素所在位置将该标志位作为索引关键字按网络包到达先后顺序将收到的扇区回波数据放入缓冲区内尚未更新的位置并将该位置的标志位置为 此时缓冲区 未排列也未拼包图 算法流程图.方位排列视频数据包携带方位计数器信息可作为视频数据的标记再通过下述方法进行视频数据包排列:对于大小为 的缓冲区 设置变量、用于指向缓冲区 内的元素位置其中 (即指向缓冲区 的第 个数)(即指向缓冲区 的最后 个数)将第 个数组元素赋值给(即 )从最后 个数由后向前开始遍历()当找到满足以下两个条件任意一个条件的元素时交换 和 指向的数据元素:()(.)(.)()(.)从第 个数由前向后开始遍历()当找到满足以下两个条件任意一个条件的元素时交换 和 指向的数据元素:()(.)(.).)(.)循环重复直至 将 元素赋值给 此次循环结束递归重复上述过程最终实现缓冲区 中的数据按扫描线顺时针排列 假设缓冲区 内未经排列的回波报文的脉冲计数器序列为 则排列后的回波报文的脉冲计数器序列为.数据拼接顺序提取排列后缓冲区中的元素将同一扇区的回波数据片段按图 所示拼接成一个完整的扇区数据清雷达与对抗 年 第 期图 数据拼接示意图空被提取的内容并将标志位()置为.视频纹理平滑处理将拼接好的数据填入视频纹理环形缓冲区同时更新写指针绘图线程读取视频纹理环形缓冲区内容绘制视频纹理同时更新读指针针对扇区采样点出现的间隙通过下式实现数据平滑填充:()()()()式中为上一个方位上的回波数据为当前方位上的回波数据为填充在 方位上的回波数据为 方位量化至态势显示区上的索引值如图 所示图 视频纹理填充示意图.回波视频绘制通过设置合适的投影矩阵和合适的视口将图形映射到屏幕坐标或通过其他方式实现雷达回波的显示 实测结果分析实验平台基于分布式处理器组视频数据经光纤发送至分布式处理器的进机卡中再经服务器轮询处理后发送给显示软件本文使用基于 纹理映射机制用于处理后的回波显示 通过本文所提方法处理后显示效果如图 所示 结束语经实验证明本文方法符合态势显示跟随搜索雷图 处理后的回波显示效果达伺服天线 顺时针旋转探测而更新的作战需要和使用习惯能够实现大量程、高分辨率的信息传输及显示克服不同型号处理器组采样能力造成的扇区疏、漏或间隙实现扇区间的平滑处理保证回波视频纹理的精度和细腻度 后续将在距离副瓣的填充算法、节约数据预处理时间和效率方面进一步展开研究参 考 文 献 李华君.基于国产化平台的雷达回波视频软件绘制研究.雷达与对抗():.何永喜张国兵张旗.基于 技术的雷达终端显示设计与仿真.信息化研究():.陈丽娟.和 在雷达显示控制终端设计中的应用.电子工程师():.作者简介:杨沁泓 女 年生工程师工程硕士研究方向:仪器仪表计量付林男 年生研究员博士研究方向:雷达总体孔 玥 女 年生高级工程师硕士研究方向:微波与天线测试焦禹女 年生工程师硕士研究方向:计量测试杨沁泓 等 一种适应乱序数据包的雷达回波平滑显示方法