一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法技术

本发明专利技术是一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法，本方法首先根据雷达数据特性和并行运算特性，将天线方位、采样率、采样位数和雷达视频数据组织成一定数据格式送入显存中；驱动GPU对每个距离单元上的雷达视频数据进行筛选、插值等处理，根据处理结果将对应雷达视频幅度信息填入B显显示输出纹理中；调用显示输出函数显示输出处理完纹理数据。利用以上三个步骤可完成雷达某方位上视频数据B显处理。本发明专利技术基于GPU并行计算能力强大，并具有快速浮点运算能力，根据雷达数据到B显显示原理设计基于GPU算法，可实时高效地完成雷达数据B显显示方法，大幅提高了雷达数据的处理效率。

【技术实现步骤摘要】
-种基于CUDA平台的雷达B显处理方法
本专利技术属于并行雷达数据处理
，特别是一种基于CUDA平台的雷达B显处 理方法。
技术介绍
CUDA (Compute Unified Device Architecture)又称为统一计算设备架构，是一种 新的并行编程模型和指令集架构的通用计算架构，CUDA能够利用英伟达GPU的并行计算引 擎比CPU更高效的解决许多复杂计算任务。现在统一计算设备架构显卡芯片有着强大的并 行计算能力，很多处理大的数据集的应用可以使用数据并行处理模型加速。三维图像渲染 处理中，大量的像素和顶点被映射到并行线程。类似地，图像和多媒体处理应用、图像渲染 的后处理、视频编解码、图像缩放、立体视觉和模式识别能够将图像块和像素映射到并行处 理的线程。实际上，除了图像渲染和处理领域，还有很多算法已被数据并行处理加速，从普 通信号处理或物理模拟到计算金融或计算生物学。 雷达P显以极坐标的形式显示了雷达监测范围内的全部平面信息。若在方位和距 离上分别截取一段数据，并以直角坐标的形式显示出来，就是雷达B显。其中雷达B显的横 坐标为方位，纵坐标为距离。雷达信号B显处理的要求高效、高速的处理，实时性要求高。现 阶段雷达信号B显处理主要分为两类基于硬件平台的雷达信号B显处理和基于软件平台的 雷达信号B显处理。专用硬件平台的雷达信号B显处理一般消耗大量的硬件资源应用不灵 活。基于通用硬件平台的雷达信号B显处理利用当前越来越高的CPU处理器性能来实现， 应用灵活，通用型好。但是通用硬件平台的雷达信号B显处理方法与专用硬件平台的进行 比较，在处理的实时性和高速性有所欠缺。
技术实现思路
专利技术目的：本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术的不足，提供一种基于 CUDA平台的雷达B显处理方法。 本专利技术的目的是提供一个在统一计算设备架构下进行雷达B显处理方法，从而大 幅度提高了雷达数据处理运算效率。 实现本专利技术目的的技术方案为：一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法，步骤如 下： 步骤⑴：设置雷达参数，如雷达视频信号数据位数，采样位数，B显中雷达回波颜 色（color)〇 步骤（2):将雷达视频信号数据（缓冲变量名称为data)按照方位值依次填入雷 达视频信号数据缓存中，在填入数据过程中将雷达信号幅度进行归一化处理，统一取值范 围为0?255,单雷达触发缓存长度为R。 步骤（3):采用CUDA的多个线程实现对各个距离单元雷达数据的进行并行处理。 其中每个所述线程实现对一个B显中像素点对应距离单元的处理，各处理包括视频数据抽 取，填充、量化三个操作，从而完成B显显示数据的组织，即得到各所述距离单元绘制坐标； 然后，根据所述坐标位置得到绘制显存地址，将所述显存地址内容写入所述距离单元雷达 数据； 步骤（4):采用函数将绘制显存显示输出。 步骤3中采用CUDA的多个线程实现对各像素点值并行处理步骤如下： 步骤3-1、根据B显中像素点个数,显示区宽为X个像素点，高为Y个像素点,来启 动X*Y个并行运算线程，对应的线程thread_ID，thread_ID = x+y*X ;像素点对应变量名 F[X*Y]，X和y分别为B显像素点横坐标和纵坐标值； 步骤3-2、根据B显显示范围，起始距离DS，结束距离DE、起始方位AS、结束方位 AE，反向计算出每一像素点显示的雷达信号坐标（D，A)，计算公式为： D = DS+ (DE-DS) *y/Y， A = AS+(AE-AS) *x/X ; 步骤3-3、根据以上所述坐标值（D，A)，计算出对应像素点更新显示颜色的灰度 值，并对相应像素点进行更新，计算公式为： V = data [D+A*R] F[X*Y] = color*V/255。 本专利技术与现有技术相比，其显著优点：（1)通过使用CUDA多线程技术，使雷达数据 B显处理效率有6到7倍的提升；（2) CUDA技术基于通用计算机平台，有很好的兼容性和通 用性。 本专利技术是一种基于通用硬件平台利用CUDA多线程技术特性，高效快速的实现雷 达信号B显处理，性能可达到专用硬件平台的处理效果，同时具很好的通用性。本专利技术可在 多种两坐标雷达显控终端中使用，如：对海对空警戒雷达、船用导航雷达、港口监视雷达等 雷达显控终端。 【附图说明】 下面结合附图和【具体实施方式】对本专利技术做更进一步的具体说明，本专利技术的上述和 /或其他方面的优点将会变得更加清楚。 图1为本专利技术流程图。 图2雷达视频数据扫面变换示意图。 图3a和图3b雷达视频数据填充示意图。 图4雷达信号B显处理流程图。 【具体实施方式】 本专利技术是一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法，本方法首先根据雷达数据特 性和并行运算特性，将天线方位、采样率、采样位数和雷达视频数据组织成一定数据格式送 入显存中；驱动GPU对每个距离单元上的雷达视频数据进行筛选、插值等处理，根据处理结 果将对应雷达视频幅度信息填入B显显示输出纹理中；调用显示输出函数显示输出处理完 纹理数据。利用以上三个步骤可完成雷达某方位上视频数据B显处理。本专利技术基于GPU并 行计算能力强大，并具有快速浮点运算能力，根据雷达数据到B显显示原理设计基于GPU算 法，可实时高效地完成雷达数据B显显示方法，大幅提高了雷达数据的处理效率。 具体而言，结合图1和图4,本专利技术基于CUDA技术的雷达B显处理方法，步骤如下： 第一步： 设置雷达参数，如视频数据位数，采样位数，设置B显起始距离DS，结束距离DE、起 始方位AS、结束方位AE、B显中雷达回波颜色（color)。 第二步： 将雷达信号数据依据方位距离，进行归一化后填入雷达信号缓存（data[])中。 第二步： (1)启动多线程处理 根据B显中像素点（变量名B[X*Y])个数，来启动X*Y个并行运算线程，每个线程 都有对应的线程threacLID = x+y*X，X和y分别为B显像素点横坐标和纵坐标值； (2)雷达信号B显处理 根据B显显示范围，起始距离DS，结束距离DE、起始方位AS、结束方位AE，反向计 算出每一像素点显示的雷达信号坐标D，A，公式为： D = DS+ (DE-DS) *y/Y ; A = AS+ (AE-AS) *x/X ; (3)更新对应显示显存地址数据 根据以上所述坐标值D，A计算出对应像素点更新显示颜色的灰度值，并对相应像 素点进行更新；如： V = data [D+A*R]/255 ； B[X*Y] = color*V ; ⑷结束 第二步B显显示如图2示意，具体数据填充示意如图3a和图3b示意，具体处理流 程图见图4。 第三步： 调用API接口函数将显示显存数据显示输出。 实施例 以普遍使用的导航雷达和警戒雷达数据格式为例，对本专利技术技术方案进行详细说 明，但是本专利技术的保护范围不局限于所述实施例。 雷达数据格式说明： 本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤(1)：设置雷达参数，包括雷达视频信号数据位数，采样位数，B显中雷达回波颜色；步骤(2)：将雷达视频信号数据data按照方位值依次填入雷达视频信号数据缓存中，在填入数据过程中将雷达信号幅度进行归一化处理，统一取值范围为0～255，单雷达触发缓存长度为R；步骤(3)：采用CUDA的多个线程实现对各个距离单元雷达数据的进行并行处理；其中每个所述线程实现对一个B显中像素点对应距离单元的处理，包括视频数据抽取，填充、量化三个操作，从而完成B显显示数据的组织，即得到各所述距离单元绘制坐标；然后，根据所述坐标位置得到绘制显存地址，将所述显存地址内容写入所述距离单元雷达数据；步骤(4)：采用函数将绘制显存显示输出。

【技术特征摘要】
1. 一种基于CUDA平台的雷达B显处理方法，其特征在于，包括如下步骤： 步骤（1):设置雷达参数，包括雷达视频信号数据位数，采样位数，B显中雷达回波颜 色； 步骤（2):将雷达视频信号数据data按照方位值依次填入雷达视频信号数据缓存中， 在填入数据过程中将雷达信号幅度进行归一化处理，统一取值范围为〇?255,单雷达触发 缓存长度为R ; 步骤（3):采用CUDA的多个线程实现对各个距离单元雷达数据的进行并行处理；其中 每个所述线程实现对一个B显中像素点对应距离单元的处理，包括视频数据抽取，填充、量 化三个操作，从而完成B显显示数据的组织，即得到各所述距离单元绘制坐标；然后，根据 所述坐标位置得到绘制显存地址，将所述显存地址内容写入所述距离单元雷达数据； 步骤（4):采用函数将绘制显存显示输出。2. 根据权利要求1所述的基于CUDA平台的雷达B显处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈炜浩，徐勇，鉴福升，翟海涛，郑秋，嵇亮亮，王远斌，叶玲，孙海军，张振华，尹剑峰，周珣，邹丹萍，吴嘉慧，于淼，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第二十八研究所，
类型：发明
国别省市：江苏;32