一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法技术

公开了一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法。该方法包括读取雷达视频数据，以获取每条线的数据，其中每条线的数据与该条线的方位角的气象信息相对应；采用相同的方法对每条线进行划分，并获取划分点的数据；从所述线构成的扇形的圆心开始，取相邻的两条线，在所述相邻的两条线中的第一条线上取相邻间隔的两个点，在所述相邻的两条线中的另一条线上取相邻间隔的两个点，计算两个点距离扇形圆心的距离ri和ri+1，其中符号i指示每条线上的点的序号；在ri和ri+1距离范围内，选取所述两条线的中间角度将由距离ri和ri+1限定的区域划分为两部分，并且每个部分用与之靠近的点的值赋值；以及重复3)、4)步骤，直至填充整个扇形。

An interpolation method to improve the accuracy and continuity of Meteorological Video Display

【技术实现步骤摘要】
一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法
本专利技术属于航空系统中机载气象雷达探测结果的数据处理及显示领域，涉及一种基于通过飞机综显系统显示处理单元(DPU)，提高雷达降雨探测结果准确性的ARNIC708总线数据插值处理方法。
技术介绍
(1)气象雷达视频显示机载气象雷达主要用于探测航向前方的强降雨等气象目标，将包含降雨强度的回波信息，通过信号处理，根据降雨量等级以不同颜色区分显示。机载气象雷达常规使用的为四级显示告警，即黑、绿、黄、红四种颜色，不同颜色对应的雨量大小如表1所示。表1降雨等级与颜色的关系(2)现有的显示技术及水平根据飞机平台不同，早期气象雷达包含独立显示器，采用VGA模拟信号显示在显示器上。雷达送出的气象视频为模拟制式的整幅视频画面，在显示器上直接显示，不需要经过任何数据处理或信号处理。随着飞机航电系统综合化程度提高，所属航电系统的各个设备，其数据信息通过综合显示控制系统的显示处理单元(DPU)以通用界面的标准形式进行显示及控制，雷达输出的气象视频也更改为数字信号。目前国内采用的气象视频数据按照国际通用的ARNIC708标准数据格式。根据数据格式定义可知，数字气象视频每个周期的数据既包含前64位的状态信息，也包含后面512组(每组3位)的颜色信息。综合显示控制系统显示的气象视频主要是由角度和颜色信息决定的。每个周期的气象视频数据对应当前天线方位扫描位置的探测结果，每个周期的气象视频数据包含一个512组颜色数据，每个周期的气象视频数据只对应一个角度的气象信息，在显示器上输出为一条直线；当下一个周期的数据收到后，再输出显示下一个角度的探测结果。目前，雷达在机上显示的气象视频画面是每条线的累积结果，并随着天线方位扫描的角度变化，而持续更新。a)距离向雷达将每个方位角度全探测量程的结果通过量化，最终形成512个点，输出在航电显示即为当前方位角上一条包含气象信息的线条，例如，当雷达显示量程为480km，每个点相当于显示的为480*1000/512≈937.5m内的气象信息；当雷达量程减小时，每个点对应信息的距离范围越小，即显示气象信息的距离分辨力越高，当选用最小量程为20km时，每个点显示的即为39.06m范围内对应的气象信息；b)方位向雷达输出的气象视频数据周期为5ms，假如雷达以30°/s的速度进行方位扫描，那么每5ms视频数据中的方位角度，至少会相差5*30/1000＝0.15°。根据ARNIC708标准要求的视频格式，方位角度分辨率最小值为0.0879°，也会存在一定误差，增大了雷达相邻两个方位角的间隔。由于在机上显示时，雷达的气象视频画面不连续，因此，需要飞机综合显示控制系统对视频数据进行补充插值的显示处理，也就是在显示时，将相邻两条线中间空缺的点填满，使画面连续。(3)现有显示技术存在的缺点现有飞机综合显示控制系统对气象视频数据的显示处理方法，通常是在两条线中间填补与前一条线相同的颜色，此种方法存在以下缺点：a)填补的颜色只与前一条线颜色相同，并未进行颜色选择判断，当两条线之间的角度相差较大时，会造成显示信息失真；b)由于输出的视频数据在极坐标下(即视频为扇形区域)，当离圆点越远，每条线之间的间隔越大，如果按照前一条线的颜色进行补充，那么距离越远，信息失真越严重；本专利技术设计了一种对每个周期的气象视频数据进行插值的方法，通过对相邻两条线之间的每个像素点进行寻找、选色、填充，实现气象视频的均匀连续显示，并能根据天线实际扫描，更新气象视频画面，同时，选色的方法能够保证降雨探测结果更为准确，即在方位、距离、降雨等级上均与实际探测结果一致。
技术实现思路
针对现有飞机综合显示控制系统对气象视频数据的处理没有考虑到对信息失真的影响，本专利技术能够根据气象目标的特性，以及气象雷达信号处理的结果，对视频数据进行合理的补充，一方面能够保证气象视频的连续性，另一方面能够确保显示的气象信息与雷达探测结果结论一致，有效避免气象信息在方位向和距离向上覆盖范围误差较大、或者出现信息失真。根据本专利技术的一个方面，提供了一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法，所述方法包括：1)读取雷达视频数据，以获取每条线的数据，其中每条线的数据与该条线的方位角的气象信息相对应；2)采用相同的方法对每条线进行划分，并获取划分点的数据；3)从所述线构成的扇形的圆心开始，取相邻的两条线，在所述相邻的两条线中的第一条线上取相邻间隔的两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)，在所述相邻的两条线中的另一条线上取相邻间隔的两个点(Xn+1i,Yn+1i)和(Xn+1i+1,Yn+1i+1)，计算所述两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)距离扇形圆心的距离ri和ri+1，其中符号i指示每条线上的点的序号；4)在ri和ri+1距离范围内，选取所述两条线的中间角度将由距离ri和ri+1限定的区域划分为两部分，并且每个部分用与之靠近的点的值赋值；5)重复3)、4)步骤，直至填充整个扇形。根据一个实施例，靠近第一条线的部分被赋予点(Xni,Yni)的值，并且靠近另一条线的部分被赋予点(Xn+1i,Yn+1i)的值。根据一个实施例，所述方法还包括：6)将被插值的点，按像素位置在MFD或PFD画面对应位置画出。根据一个实施例，所述方法还包括：7)重复上述3)至6)步骤，以进行后续两条线的插值，根据一个实施例，所述视频数据采用ARNIC708标准数据格式。根据一个实施例，每条线均被划分为512个点。根据一个实施例，令所得到的四个点的坐标为(Xni,Yni)，(Xni+1,Yni+1)，(Xn+1i,Yn+1i)，(Xn+1i+1,Yn+1i+1)，则在所述四个点的范围内，查找距离在ri到ri+1之间所有的坐标点。根据一个实施例，令一条线的方位角度为θn，另一条线的方位角度为θn+1，并且两条线正中间的方位角Φ为(θn+θn+1)/2，则在所查找的坐标点中，将方位角不大于Φ的点赋值为点(Xni,Yni)的值，方位角大于Φ的点赋值为点(Xn+1i,Yn+1i)的值。基于现在越来越多的飞机开始使用机载综合显示控制系统，显示界面的分辨率也相对原来有所提高，采用本方法显示雷达气象视频信息，既能保证气象雷达动态画面更新的连续性，同时又能有效避免插值引起的信息失真和误差，确保了气象信息显示的准确性。本专利技术可应用于采用ARNIC708视频总线的机载显示处理单元，也可用于采用ARNIC708视频总线的数据采样显示系统，以及雷达气象视频的显示仿真，是一种较为准确的气象数据插值显示方法。参考附图，根据以下对示例性实施例的描述，本专利技术的其它特征将变得清楚。附图说明图1是根据本专利技术的取点坐标范围的示意图；并且图2是根据本专利技术的插值算法的流程图。具体实施方式以下，参考附图描述根据本专利技术的实施例，但是应当理解，以下的描述仅仅是示例性的，并且不是要将本专利技术限制到以下实施例。根据本专利技术的方法和设备易受许多变化的影响，为了清楚而简要的描述，方法和设备的许多描述被简化了。许多描述使用了特定标准的结构和术语。然而，所公开的方法和设备可以更广泛地应用。本领域的技术人员将理解，结合此处公开的实施例所描述的各种示例性的逻辑框、模块、单元和算法步骤可以经常被实施为电子硬本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法，其特征在于，所述方法包括：1)读取雷达视频数据，以获取每条线的数据，其中每条线的数据与该条线的方位角的气象信息相对应；2)采用相同的方法对每条线进行划分，并获取划分点的数据；3)从所述线构成的扇形的圆心开始，取相邻的两条线，在所述相邻的两条线中的第一条线上取相邻间隔的两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)，在所述相邻的两条线中的另一条线上取相邻间隔的两个点(Xn+1i,Yn+1i)和(Xn+1i+1,Yn+1i+1)，计算所述两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)距离扇形圆心的距离ri和ri+1，其中符号i指示每条线上的点的序号；4)在ri和ri+1距离范围内，选取所述两条线的中间角度将由距离ri和ri+1限定的区域划分为两部分，并且每个部分用与之靠近的点的值赋值；5)重复3)、4)步骤，直至填充整个扇形。

【技术特征摘要】
1.一种提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法，其特征在于，所述方法包括：1)读取雷达视频数据，以获取每条线的数据，其中每条线的数据与该条线的方位角的气象信息相对应；2)采用相同的方法对每条线进行划分，并获取划分点的数据；3)从所述线构成的扇形的圆心开始，取相邻的两条线，在所述相邻的两条线中的第一条线上取相邻间隔的两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)，在所述相邻的两条线中的另一条线上取相邻间隔的两个点(Xn+1i,Yn+1i)和(Xn+1i+1,Yn+1i+1)，计算所述两个点(Xni,Yni)和(Xni+1,Yni+1)距离扇形圆心的距离ri和ri+1，其中符号i指示每条线上的点的序号；4)在ri和ri+1距离范围内，选取所述两条线的中间角度将由距离ri和ri+1限定的区域划分为两部分，并且每个部分用与之靠近的点的值赋值；5)重复3)、4)步骤，直至填充整个扇形。2.根据权利要求1所述的提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法，其特征在于，其中，靠近第一条线的部分被赋予点(Xni,Yni)的值，并且靠近另一条线的部分被赋予点(Xn+1i,Yn+1i)的值。3.根据权利要求1所述的提高气象视频显示准确性和连续性的插值方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：孟子塬，程宇峰，黄渊，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所，
类型：发明
国别省市：江苏,32