【技术实现步骤摘要】
一种雷达图像快速生成与缩放方法
本专利技术属于雷达信号处理领域,具体涉及采用快速坐标变换方法生成雷达图像,并采用直接处理转换矩阵的方法完成雷达图像的快速缩放。
技术介绍
传统导航雷达P显界面一般采用二值化的显示方法,适用于探测海上反射面积较大、雷达回波信号较强的目标,当雷达回波信号强度大于某一阈值时,该位置映射到显示界面上的像素点置1,反之置0。通过阈值将图像二值化,可以很大程度上减小P显界面生成的计算量。这种方式适用于导航任务。对于海上溢油探测任务而言,溢油区域的雷达回波信号为弱信号,仅靠二值化图像无法实现从雷达回波信号中提取出溢油区域。因此,需保留雷达信号的强度信息,从而最大程度保留雷达信号中包含的信息,为后续溢油信号检测提供基础。为实现这一目的,需对采集到的所有雷达信号进行坐标转换。这一过程将消耗大量的计算资源,对计算机要求过高,耗时太长。因此,需要一种能快速将雷达信号转换为雷达图像的方法。
技术实现思路
本专利技术公开的一种雷达图像快速生成与缩放方法要解决的技术问题是实现对雷达信号的快速坐标转换与缩放,降低雷达图像生成过程中对计算资源的消耗。本专利技术公开的一种雷达图像快速生成与缩放方法,通过雷达回波信号与雷达图像的映射,建立雷达回波数据与雷达图像的转换关系;根据转换关系,结合雷达探测机理,反向求解雷达图像映射表,减小雷达图像生成的计算量,实现雷达回波数据到雷达图像的快速转换;建立雷达图像映射表的快速缩放方法,实现雷达图像的局部细节放大以及整幅图像的预览,进一步减小计算量的同时,不 ...
【技术保护点】
1.一种雷达图像快速生成与缩放方法,其特征在于,包括以下步骤:/n步骤一:通过雷达回波信号与雷达图像的映射,建立雷达回波数据与雷达图像的转换关系。/n雷达回波数据为接收到的雷达波经采集卡采集后,得到的在一个角度下不同距离处的雷达回波信号强度数据。若雷达旋转一圈发射雷达波束M次,每个雷达回波采集N个点,则雷达旋转一圈采集到的雷达回波数据为M×N的矩阵。其中,行代表角度,列代表距离,即雷达回波数据为极坐标形式,需转换为直角坐标系下。以雷达为直角坐标系的原点,船艏方向为Y
【技术特征摘要】
1.一种雷达图像快速生成与缩放方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤一:通过雷达回波信号与雷达图像的映射,建立雷达回波数据与雷达图像的转换关系。
雷达回波数据为接收到的雷达波经采集卡采集后,得到的在一个角度下不同距离处的雷达回波信号强度数据。若雷达旋转一圈发射雷达波束M次,每个雷达回波采集N个点,则雷达旋转一圈采集到的雷达回波数据为M×N的矩阵。其中,行代表角度,列代表距离,即雷达回波数据为极坐标形式,需转换为直角坐标系下。以雷达为直角坐标系的原点,船艏方向为Yr轴,建立右手直角坐标系Or-XrYr,则雷达回波数据中m行n列的数据在雷达直角坐标系下的坐标(xr,yr)为:
其中,dL为两个采样点之间的空间距离。若不考虑真实物理空间中的距离,仅转换为图像坐标系中的像素坐标,则(1)中dL=1,转换到数字图像坐标系o-rc下的坐标(row,col)为:
步骤二:根据转换关系,结合雷达探测机理,反向求解雷达图像映射表,减小雷达图像生成的计算量,实现雷达回波数据到雷达图像的快速转换。
步骤一中,建立了雷达回波数据与物理空间坐标的对应关系,以及雷达回波数据与数字图像坐标系的映射关系,实现将雷达回波数据转换到直角坐标系下。
步骤2.1:反向求解图像坐标系下每个点与雷达回波数据的对应关系;
(3)式中,n∈[0,N]。根据(row,col)坐标与N的取值的关系,(4)式中m的取值可表示为分段函数:
根据(3)、(5),可求得图像坐标系下像素点(row,col)对应的雷达回波数据点(m,n)。
(3)、(5)得出的像素点(row,col)对应的雷达回波数据点的坐标(m,n)为小数,可采用取整或线性插值的方法,最终得出像素点(row,col)的值。为获得更高质量的图像,在垂直于雷达波的方向上进行线性插值。记图像坐标系下像素点(row,col)的值为A(row,col),雷达回波数据点(m,n)的值为R(m,n),二者转换关系为得:
k=1-(m-floor(m))(6)
A(row,col)=k·R(floor(m),floor(n))+(1-k)·R(floor(m)+1,floor(n))(7)
其中,floor()表示向下取整,数学表达式如(8)所示,j0为整数:
floor(j)=j0,j0≤j<j0+1(8)
步骤2.2:建立雷达图像映射表,减小雷达图像生成的计算量,实现雷达回波数据到雷达图像的快速转换;
根据式(3)、(5)、(6)、(7),生成雷达图像的计算量较大,不利...
【专利技术属性】
技术研发人员:赵琪,王国庆,王然,娄越,赵欣,李鑫,陈栋,王进成,方子璇,
申请(专利权)人:中国船舶工业系统工程研究院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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