一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法技术

本发明专利技术提供一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法，包括：步骤1：初始化雷达回波尾迹图像，步骤2：建立屏幕坐标索引表；步骤3：获取原始雷达回波图像；步骤4：过期数据清理；步骤5：回波尾迹图像数据更新；步骤6：余辉亮度计算；步骤8：不断重复步骤3。本发明专利技术的方法具有数据存储量小、显示效率高、图像刷新流畅等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法
本专利技术涉及一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法。
技术介绍
船舶导航雷达通常会提供视频数据和航迹数据两种航行及避碰信息数据，用于对航行态势的评估。视频数据是接收机输出后经过一定信号处理的雷达视频图像，虽然在实时扫描过程中，单帧雷达视频图像只能显示目标的瞬时位置，而不能直接显示目标的航向、航速数据，也无法区分杂波、静止目标和机动目标，但通过多帧视频数据的尾迹余辉可将机动目标从静止杂波和目标中区别开来，实现预测动态及历史航迹的显示功能，结合人工标绘和判断，辅助驾驶员采取避让措施，有效减少船舶碰撞事故的发生。由于雷达的使用的特殊性，使得船用导航雷达视频显示的数据量要大、数据更新要快，特别针对尾迹余辉显示功能，和老式电子显示屏不同。而现代显控终端需保存较长时间的视频数据将占用大量内存，而常用的覆盖绘图、IPU叠加显示、查询等方法效率不高，可能会影响图像刷新的流畅度。另一方面，雷达回波数据为极坐标数据，转换为屏幕像素坐标涉及大量的正余弦计算，并且需要对空白像素点进行插值填充，对处理器性能要求较高。
技术实现思路
为解决以上技术问题，本专利技术提供以下技术方案：一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法，包括以下步骤：步骤1：初始化雷达回波尾迹图像；步骤2：建立屏幕坐标索引表；步骤3：获取原始雷达回波图像；步骤4：过期数据清理；步骤5：回波尾迹图像数据更新；步骤6：余辉亮度计算；步骤8：不断重复步骤3。>作为本专利技术进一步的方案：步骤1中，具体地，雷达回波尾迹图像存储为Image＝{trθ，Irθ，xrθ}，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，其中，M为雷达距离分辨单元数，N为方位分辨单元数，trθ为有效时戳，Irθ回波尾迹余晖亮度，xrθ为回波与尾迹二值图像：初始化时，令trθ，Irθ，xrθ全为0；步骤2中，包括步骤2-1以及步骤2-2步骤2-1：建立索引表建立一张二维屏幕坐标索引表Index＝{drθ}，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，drθ中存储为距离为r、方位为θ对应的屏幕像素索引链表。步骤2-2：生成索引PPI显示的屏幕原点为(x0，y0)，半径为L个像素点，对于屏幕上的每一个点(x，y)，计算其对应的索引位置并量化：计算其索引值：index＝y*W+x；其中，W为屏幕像素宽度；将index值压入drθ链表保存起来；步骤3中，具体地，k时刻接收到新一帧雷达回波图像为：{yrθ(k)}，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N；步骤4中，具体地，假设尾迹余辉保留时间为Δt，若：k-trθ＞Δt，则令：trθ＝0，xrθ＝0，Irθ＝0；步骤5中，具体地，遍历新一帧雷达回波图像，若yrθ(k)＝1，令：trθ＝kxrθ＝yrθ(k)步骤6中，具体地，根据一次衰减曲线方程，利用时差k-tij计算尾迹余辉饱和度Irθ：其中，I0为最大饱和度，n为时间衰减常数。步骤7中，包括步骤7-1、步骤7-2以及步骤7-3步骤7-1：遍历回波尾迹图像数据若xrθ＝1，执行步骤6-2；否则，重复本步骤遍历下一个点；步骤7-2：查询索引表，得到当前雷达回波尾迹点对应屏幕上的像素点索引链表drθ；步骤7-3：按照尾迹余辉饱和度Irθ绘制雷达回波尾迹图像。本专利技术的有益效果是：本专利技术的方法中，通过有效时戳和衰减曲线方程计算回波像素点的颜色饱和度实现雷达回波图像循环存储和尾迹余辉显示，并通过完全查表法避免了PPI显示绘制回波时的大量正余弦运算，同时解决雷达回波的显示盲区问题。综上所述，本方法具有数据存储量小、显示效率高、图像刷新流畅等优点。附图说明图1是本专利技术船舶导航雷达视频数据存储与绘制方法流程图。具体实施方式见图1，本专利技术提供一种船舶导航雷达视频数据存储与绘制方法，包括以下步骤：在本实施案例中，船舶导航雷达天线扫描速度为30r/min，雷达前端量化的距离分辨单元为500，方位分辨单元为1800，显示终端接收到雷达前端的雷达回波图像为过回波检测门限且二值化后的数据，其有效时戳为接收到该数据的系统时间，单位为s。终端显示屏幕分辨率为1280*1024，PPI显示中心像素点为(512，512)，半径为500像素。步骤1：初始化雷达回波尾迹图像具体地，雷达回波尾迹图像存储为Image＝{trθ，Irθ，xrθ}，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，其中，M＝500为雷达距离分辨单元数，N＝1800为方位分辨单元数，trθ为有效时戳，Irθ回波尾迹余晖亮度，xrθ为回波与尾迹二值图像：初始化时，令trθ，Irθ，xrθ全为0。步骤2：建立屏幕坐标索引表步骤2-1：建立索引表建立一张二维屏幕坐标索引表Index＝{drθ}，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，drθ中存储为距离为r、方位为θ对应的屏幕像素索引链表。步骤2-2：生成索引PPI显示的屏幕原点为(x0，y0)，半径为L＝500个像素点，对于屏幕上的每一个点(x，y)，计算其对应的索引位置并量化：计算其索引值：index＝y*W+x；其中，W＝1280为屏幕像素宽度；将index值压入drθ链表保存起来。步骤3：获取原始雷达回波图像k时刻接收到新一帧雷达回波图像为：{yrθ(k)}，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N。步骤4：过期数据清理假设尾迹余辉保留时间为Δt＝30s，若：k-trθ＞30，则令：trθ＝0，xrθ＝0，Irθ＝0步骤5：回波尾迹图像数据更新遍历新一帧雷达回波图像，若yrθ(k)＝1，令：trθ＝kxrθ＝yrθ(k)步骤6：余辉亮度计算根据一次衰减曲线方程，利用时差k-tij计算尾迹余辉饱和度Irθ：其中，I0＝255为HSV颜色最大饱和度，n为时间衰减常数取值为3。步骤7：绘制回波尾迹步骤7-1：遍历回波尾迹图像数据若xrθ＝1，执行步骤6-2；否则，重复本步骤遍历下一个点。步骤7-2：查询索引表，得到当前雷达回波尾迹点对应屏幕上的像素点索引链表drθ。步骤7-3：按照尾迹余辉饱和度Irθ绘制雷达回波尾迹图像，先将HSV(340，Irθ，255)转换为RGB颜色，再将像素点索引链表drθ中的所有像素点颜色设置为转换后的RGB颜色，完成回波尾迹绘制。步骤8：不断重复步骤3。以上仅为本专利技术的优选实施例而已，并不用于限制本专利技术，对于本领域的技术人员来说，本专利技术可以有各种更本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤1：初始化雷达回波尾迹图像；/n步骤2：建立屏幕坐标索引表；/n步骤3：获取原始雷达回波图像；/n步骤4：过期数据清理；/n步骤5：回波尾迹图像数据更新；/n步骤6：余辉亮度计算；/n步骤8：不断重复步骤3。/n

【技术特征摘要】
1.一种船舶雷达视频数据存储与绘制方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：初始化雷达回波尾迹图像；
步骤2：建立屏幕坐标索引表；
步骤3：获取原始雷达回波图像；
步骤4：过期数据清理；
步骤5：回波尾迹图像数据更新；
步骤6：余辉亮度计算；
步骤8：不断重复步骤3。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：
步骤1中，具体地，雷达回波尾迹图像存储为Image＝{trθ，Irθ，xrθ}，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，其中，M为雷达距离分辨单元数，N为方位分辨单元数，trθ为有效时戳，Irθ回波尾迹余晖亮度，xrθ为回波与尾迹二值图像：



初始化时，令trθ，Irθ，xrθ全为0；
步骤2中，包括步骤2-1以及步骤2-2
步骤2-1：建立索引表
建立一张二维屏幕坐标索引表Index＝{drθ)，，r＝1，2，...M，θ＝1，2，...N，drθ中存储为距离为r、方位为θ对应的屏幕像素索引链表。
步骤2-2：生成索引
PPI显示的屏幕原点为(x0，y0)，半径为L＝500个像素点，对于屏幕上的每一个点(x，y)，计算其对应的索引位置...

【专利技术属性】
技术研发人员：王国栋，刘加欢，
申请(专利权)人：深圳市华讯方舟雷达技术装备有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44