CN106842160B - 一种雷达回波采样数据的处理方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种雷达回波采样数据的处理方法和装置，所述方法包括：接收到一帧雷达回波采样数据时，根据雷达回波采样数据的径向采样点的个数和圆周采样点个数，确定在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点，并针对取整误差，提出插值门限补偿方法。所述装置包括插值门限补偿模块和抑制图像闪烁模块，还包括回波图显示模块。本发明提供的方法和装置方案，能够对现有技术中数字化回波显示中图像显示漏点补偿、图像闪烁及卫星地图叠加定位的问题提供了有效的解决方法，速度快、实现效率高。

Description

一种雷达回波采样数据的处理方法和装置

技术领域

本发明涉及视频处理技术领域，尤其涉及一种雷达回波采样数据的处理方法和装置。

背景技术

目前，沿海部署的海岸监视雷达，能够监视近岸目标包括海面船只和低空飞行物的动态，以便快速发现和处置海防警情。对于雷达监控到的回波图像，一般在前端雷达终端上显示。

对于无人值守的场景下，需要在远离雷达装备的各级监控中心通过网络接收海岸监视雷达的回波数据，在PC平台上实时还原显示雷达回波图像，实现对动目标的检测跟踪。为满足上述新的需求，在PC平台上进行雷达回波显示，而现有的雷达回波数据存在如下缺陷：

1)将雷达回波数据简单地对应到计算机屏幕显示器上的像素点，显示出来的雷达回波图像会出现很多有规律的条纹，影响显示效果，不利于态势判断；

2)雷达实时成像屏幕刷新速度快，PC机直接绘图的刷新速度达不到要求，会造成图像闪烁严重，人眼完全无法观测到稳定的图像；

3)雷达回波图像叠加卫星地图显示，有助于直观地观察到目标与海岸、岛屿等重要地标的地理位置关系，形成清晰的近岸态势，而目前雷达回波图像与卫星地图无法精确配准，特别是在雷达切换量程、偏心时需要同步更新叠加的卫星地图。

发明内容

本发明实施例提出了一种雷达回波采样数据的处理方法和装置，能够解决上述提到的一个或多个技术问题。所述方法包括：

接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于K/2，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于π*K，其中，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

若小于，则在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；

获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；

对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；

所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整。

本发明实施例还提供了一种雷达回波采样数据的处理装置，所述装置包括插值门限补偿模块和抑制图像闪烁模块；

所述插值门限补偿模块包括判断单元和补偿单元，

所述判断单元用于接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于K/2，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于π*K，其中，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

所述补偿单元用于在所述判断单元的判定结果为小于时，在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；并获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整；

所述抑制图像闪烁模块，用于将所述雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系的横纵坐标；根据所述横纵坐标获取像素点的显存位置值，存储所述显存位置值。

本发明提供的回波数据进行处理方案，分别提出回波图像条纹消除、图像刷新闪烁抑制、卫星地图精确配准方法，对现有技术中数字化回波显示中图像显示漏点补偿、图像闪烁及卫星地图叠加定位的问题提供了有效的解决方法，速度快、实现效率高。

附图说明

下面将参照附图描述本发明的具体实施例，其中：

图1a示出了现有技术中对雷达回波采样数据未处理的显示效果图；

图1b示出了现有技术中雷达图像上出现显示漏点形成的纹路图；

图1c示出了图1b局部放大的纹路细节图；

图2示出了本发明实施例一中雷达回波采样数据的处理方法流程图；

图3示出了本发明实施例一补偿采样密度不足的补偿方式；

图4示出了本发明实施例一中回波数据处理流程图；

图5示出了本发明实施例一中单色回波显示图；

图6示出了本发明实施例一中雷达回波与卫星地图的叠加效果图；

图7示出了本发明实施例二中雷达回波采样数据的处理装置结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本发明的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。并且在不冲突的情况下，本说明中的实施例及实施例中的特征可以互相结合。

雷达回波图像上因显示原因出现的纹路会严重影响成像效果，干扰对监视目标的观察，因此本发明通过分析提出了相应的补偿措施，使回波图像准确、清晰、饱满。

雷达回波显示的本质是雷达回波数据到屏幕像素点的映射，每个雷达回波采样数据具有方位、距离、幅度值三维特征。雷达回波图像出现条纹的直接原因是屏幕上显示区域的某些像素点未被根据回波值改变，一直保持初始的底色，这些像素点称之为显示漏点。

回波图像条纹产生原因主要是这些显示漏点，而雷达回波图像成像出现显示漏点的原因主要有两个方面：采样密度不足、运算取整误差。

1)采样密度不足：

目前所用某型海岸监视雷达的采样方式是：雷达旋转一周(360°)等角度间隔采样N条径向扫描线；每切换一个量程，雷达硬件自动在此量程范围内沿径向等距离采样M点，量程外再采样2M点供偏心用。每点的回波强度(8位采样，256灰度等级)，0表示回波强度最弱，255最强。一帧雷达采样数据为角度i方向沿径向由近到远所有采样点的采样值集合。其中每个采样点的方位角，采样点到中心的实际距离与当前量程Range相关，。

雷达终端为了能清晰地监视近岸目标，显示分辨率至少达到1280*1024甚至更高，即一帧雷达图像至少采样1M(1M＝1024*1024)以上像素点数据。由于我国海岸线漫长，海岸监视雷达数量很大，要求设备成本尽可能低，大量已布防的设备只是经过后期改造达到使用要求，且网络流量也有严格限制，因此雷达的采样密度不可能太高。因此，采样点数往往小于屏幕像素个数，屏幕上某些位置的像素点的显示值无法直接由原始采样数据确定，造成图像上出现漏点形成的纹路，严重影响观察效果。

某型海岸监视雷达实际采样参数是圆周采样1800条扫描线，每条采样线角度间隔0.2度，径向当前量程内采样320点。雷达终端回波显示区域分辨率1024*1024，实际显示效果如图1a所示。采样密度不足带来径向和圆周向两个方向的显示漏点，而且，离中心越远的位置圆周向的显示漏点越多。

2)运算取整误差：

回波采样数据的坐标系是以雷达架设点为中心的极坐标系，而雷达终端显示屏幕采用直角坐标系。在雷达终端的显示屏幕上，左上角为坐标原点，雷达架设点在屏幕上的坐标(CenterX，CenterY)，则采样点对应到显示屏幕坐标为(Xij，Yij)；

在上述坐标转换过程中，需要计算对应方位角的三角函数Sin、Cos值再进行浮点乘法运算，且屏幕坐标只能是整数值，还需要对运算结果取整。由于浮点运算之后的取整误差，造成极坐标与屏幕直角坐标间不会一一对应，即使相邻扫描线的方位角差值小到了能够覆盖最大显示圆周的所有像素，还是会造成图像上出现显示漏点形成的纹路。如图1b所示，以显示区域半径个像素计算，最大圆周的像素值为，以每周3300(>3216)条扫描线绘制回波图像，把所有回波点的强度设为最大值对应的颜色为白色，屏幕上回波显示圆形范围内应该全部绘制成白色，但实际显示时回波图的一些区域明显漏出了黑色的底色。图1c是局部放大的纹路细节，这说明在采样密度不足的原因之外，坐标转换时的取整误差也是产生显示漏点的原因。

实施例一

参见图2，本发明提出雷达回波采样数据的处理方法，具体包括：

步骤101：接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于第一预设值，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于第二预设值；

其中，第一预设值为K/2，第二预设值为π*K，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

步骤:102：若小于，则在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；

这种方式是针对采样密度不足提出的双向分段补偿方法。

步骤103：获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；

步骤104：对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；

步骤105：所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整。

步骤103-步骤105是针对取整误差的插值门限补偿方法。

本发明针对采样密度不足、运算取整误差两种情况，提出了不同的补偿方案：

方案一：针对采样密度不足的双向分段补偿方法

雷达回波绘制区域为圆形，与其相切的正方形区域分辨率K×K。为了获得清晰饱满的回波图像，即覆盖显示区域所有像素点，要求径向采样点的个数为R＝K/2，圆周采样点个数为C＝2×π×R＝π×K。在采样点数达不到上述指标时，需要通过补偿算法以插值方式补齐所缺的采样点。

理想的补偿方式是如图3所示，在采样点Pij周围补齐图中的扇形区域，在极坐标系中，可以分别在径向和圆周向进行双线性插值。

径向采样点数目不小于径向像素点个数，如果均匀补点，则Pij与Pij-1之间点数：

但实际上在图1a中可以看到，由于是等距离采样，靠近圆心，采样密度足够，甚至若干采样点位置会出现重叠，而远离圆心处，才会由于采样密度不足出现离散。因此可以根据显示器分辨率及雷达的实际采样密度，采取根据距离分段插值的方式，减少不必要的插值操作。

圆周向插值的数量由雷达显示半径决定，插值后采样点的个数不小于显示圆周的像素点，这样才能保证回波充满显示器所有像素。

圆周向采样线补偿把需要补偿的采样线在整个圆周均匀分布，则每两条原始采样线之间需要补偿的采样线数：，补偿线数<1的为便于计算直接补1条采样线，补偿线数>3采样密度过低，图像失真较严重，一般设计适当的采样密度，使得两条采样线之间最多补一条，图像效果较好。采样线上各点采样值由前后相邻两条采样线的平均值确定。

方案二：针对取整误差的插值门限补偿方法

计算三角函数和浮点乘法时，权衡精度和运算速度，采用两位小数的浮点精度，完成所有中间运算步骤，最后对计算结果取整时，设置误差门限，取整误差小于误差门限的点直接取整，取整误差大于误差门限的点进行线性插值补偿。误差门限根据屏幕分辨率和实验经验值确定，保证图像显示效果的前提下，尽可能减少运算量。

方案三：基于查表策略的显示漏点消除方法

经过上述补偿之后，雷达图像的漏点纹路完全消除，图像清晰饱满。但大量的实时浮点运算占用CPU资源较多，甚至造成图像显示明显滞后。

为了提高速度，可以采用查表策略。将雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系，用于显示在屏幕上，进而通过直接查表完成坐标变换。

根据雷达实际采样密度和显示分辨率，可以确定径向采样点数和圆周采样角度及补偿数量。经过计算分析及实验，当前采用的某型雷达实际采样密度圆周采样1800条扫描线，补偿后形成3600条扫描线。径向实际采样点数320点，补偿后640点。程序实现时，数组下标应为整数，方位以为下标，距离以采样点序号j为下标，形成二维表Position[3600,640]。程序启动时进行一次坐标转换运算，在表中填写每个极坐标对应的屏幕直角坐标。量程变换时，由于雷达始终在当前程范围内沿径向等距离采样M点，因此，每点对应的屏幕位置不变，即二维表不变。只是显示屏幕上某点的距离值时，乘以不同的量程系数即可。

实际绘图时，每收到一帧雷达数据，原始采样点根据方位、距离查表，可直接获得屏幕坐标。对于需要补偿的点，有两种补偿方法。一种是收到下一帧数据后，通过线性插值计算补偿。另外一种是径向插值点直接复制前一点数据，圆周向直接复制前一条扫描线数据。比较两种补偿方法，发现对回波图显示效果无明显影响，而后一种方法不必进行额外计算，仅需要进行数据复制。因此，采用直接复制数据补偿的方法，利用二维表简化统一前述数据补偿操作，程序效率显著提高。

另外，雷达经常会进行正北校正(旋转)、偏心(平移)等操作，也关系到坐标的运算。采用查表法之后，旋转的实现是在原始方位角增加一个旋转角度，直接查表即可。偏心则是中心点(CenterX，CenterY)的值变为(CenterX+Δx，CenterY+Δy)，仅进行加法运算，雷达终端程序负担很小。

本发明还针对雷达实时成像屏幕刷新速度快，提出的图像闪烁抑制方案，具体如下：

雷达回波数据是一种连续的流数据，需要实时显示、处理以提供及时的目标信息。工程中常遇到因为画面刷新过快导致的图像闪烁，严重影响显示效果，必须予以抑制。

1)闪烁原因

在建立回波点与屏幕显示坐标的一一对应关系后，若要把回波显示在屏幕上，需要实时刷新显示每个屏幕像素点。由于雷达旋转速度高(某型雷达2.4转/秒)，屏幕刷新快，直接GDI绘图，每个像素点的变化就全屏刷新一次，屏幕闪烁严重，人眼无法观察到稳定的图像。

2)本提案提出基于DirectX的解决思路

要在PC机上高速显示图像，采用的技术一般是DirectX或OpenGL。目前一般DirectX绘图，是利用DirectX提供的SDK接口，把回波点定义为基本图元，采用某种渲染方式绘制，在显示雷达回波时大多选择顶点集合渲染或三角形集合渲染。可采用DirectX3D以三角形集合方式渲染图形并建立顶点索引实现图形绘制。

采用Directx图形开发接口，其中主平面(Primary surface)是与屏幕显示直接对应的显存区域，离屏平面(offscreen surface)是与主平面对应的后备缓冲区。接收采样数据更新离屏平面，通过平面翻转复制到主平面显示，翻转时间根据人眼视觉暂留时间设计为40ms，可以使图像平滑稳定地实时显示。

为了提高程序效率，采用映射算法访问显存地址，根据回波强度给相应的像素点显示颜色赋值，不必建立顶点缓冲区，也不调用经多层封装的渲染函数，以最直接的方式刷新屏幕显示，占用资源尽可能减少，很好地解决了屏幕闪烁问题。实际测试表明：相比于渲染方法，直接映射显存的方式CPU占用率更低。图4为回波数据处理流程。

3)本方案提出结合查表策略的回波图显示技术

对于直接写显存方法的关键问题有两个，一是欲操作像素点的快速定位，即写哪里；二是颜色值的确定，即写什么。

显卡显示平面颜色深度为Deep位(当前多为32位)，即用连续的Deep/8个字节表示一个像素点的颜色值。针对显示平面，某像素点(x，y)对应显存区域起始地址偏移的连续Deep/8个字节。其中surfacePitch为显示平面的显存跨度即行宽，单位Byte，与屏幕分辨率相关，可以通过DirectX提供的函数在创建显示平面时获取。

按照此方法绘图，结合前述查表法，二维表中不是记录方位距离对应的屏幕直角坐标(Xij，Yij)，而是直接记录对应像素点的显存位置值Pos，既减小了所占存贮空间，又进一步减少实时计算量，提高显示速度。

雷达回波采样数据在屏幕上的显示可以按两种模式：单色模式和彩色模式，单色模式如图5所示。

在单色显示模式下，由回波强度对应到同种颜色不同灰度的颜色值，回波越强颜色越深，可以根据要求以红黄蓝绿白等不同单色显示回波，随时切换，避免长期观察带来的视觉疲劳。

每个像素点颜色值以(R，G，B，Alpha)表示。Alpha为颜色透明度，可实现某些叠加显示的半透明效果。单色回波图像颜色换算：

其中，Eij∈[0，255]为回波点采样值反映回波强度，CM为颜色矩阵，根据回波显示颜色设置。

如绿色：蓝色：

彩色显示模式下，回波强度对应指定色阶，如最强以红色表示，逐渐递减的强度分别以橙、黄、绿、蓝等表示，则可以绘制出彩色渐变的回波图像，一般目标边缘回波较弱，越靠近中心回波越强，由回波强度分割的区域一目了然，可以直观地观察到图像的连通特性，方便对海岸线、目标、杂波等的判定。彩色回波图像颜色换算：

其中fR(Eij)、fG(Eij)、fB(Eij)为颜色值的R、G、B分量以回波强度为自变量的函数，可以根据需要设计若组干不同的函数，使得回波图像呈现不同的显示效果。

本发明还提出了将雷达图像叠加卫星地图的方案，具体如下：

雷达回波形成的图像一定程度上可以反映海岸线形状及一些特征地貌，但是需要雷达观测经验并熟悉地形才能分辨。雷达图像叠加卫星地图，可以方便地获取目标所在位置地理坐标、运动趋势及与周边重要监视区域的位置关系，直观地显示雷达势力范围内的综合态势。

1)技术需求分析

雷达图像叠加卫星地图需要解决的主要问题：卫星地图的获取；雷达和卫星地图的坐标统一和配准；雷达量程变化、偏心时，叠加的地图要实时同步变化。

2)分档无级变换卫星图像的获取

目前获得卫星地图数据最简单方便且低成本的途径是，利用谷歌地图提供的API自行开发地图下载程序，自动下载雷达安装点为中心的指定范围、指定缩放比例的最新卫星地图，保存为一种压缩的位图格式文件。

某型雷达最大量程24海里，量程10档。如果仅以最大量程为边界下载卫星地图，量程切换到较小档时，卫星地图相应放大，无法显示更多细节，达不到观察近岸地理特征的要求。因此采用分档下载方式，以雷达架设点为中心，正北向上，分别以每档量程范围为边界，下载各档量程对应的卫星地图。同一量程内卫星地图的缩放、平移利用DirectX提供的缩放、平移功能实现无级变化。

具体的，以雷达架设点为中心，正北向上，分别以每档量程范围为边界，下载雷达各档量程对应的卫星地图；利用DirectX对同一量程内卫星地图进行缩放或平移；将雷达回波图和卫星地图进行精确校准。

3)基于标志物的精确校准

雷达回波图与叠加的卫星地图必须精确校准，显示的目标位置才能真实反映近岸态势。雷达回波图和卫星地图的配准步骤包括：以所述叠加的卫星地图的正北为基准，旋转雷达回波图像到与其吻合；根据标志物对所述叠加的卫星地图进行缩放微调，使得所述标志物的回波图像能与卫星地图很好吻合；计算获取雷达回波显示区域任一点对应的经纬度坐标，并将所述经纬度坐标投影成直角坐标；以雷达架设点为基准点，将屏幕上的每个点与地理坐标建立对应关系。

对于雷达架设点的精确定位：用差分GPS精确定位雷达架设点的经纬度，定位精度到“米”。在地图下载API中输入此经纬度标示雷达架设点位置，并以此为中心下载地图。雷达终端上叠加的卫星地图可以上下左右平移进行微调，使回波图像圆心对准相应架设位置，并保存当前卫星地图位置坐标为缺省坐标。

1)回波图像正北校正

雷达架设之后，回波数据方位0角可能与正北之间不是完全对准，需要进行校北。以叠加的卫星地图的正北为基准，旋转雷达回波图像到与之吻合，保存当前雷达旋转角度为正北校正角。

2)利用标志物对准回波图像与卫星地图

虽然卫星地图下载是根据各档量程范围确定的边界，但难免会存在微小误差和变形。实际应用中，一般根据标志物对叠加的卫星地图进行缩放微调，使各标志物的回波图像能与卫星地图吻合良好，标志物如岸线轮廓、礁石、航标、岸边典型建筑物等。

3)计算雷达回波图像的经纬度

完成上述配准后，通过计算可以获取雷达回波显示区域任一点对应的经纬度坐标。地球是一个椭球体，经纬度转换到直角坐标系需要进行投影。根据不同位置和应用需求，有多种投影方式。其中通用横轴墨卡托投影UTM是一种精度高、变形幅度小且分布均匀、适用范围广的投影方式。以此为基准进行坐标转换，在我国沿海范围，能够得到较好效果。

目前所用卫星地图的参考椭球是WGS－84椭球，以地心坐标为基准，进行屏幕直角坐标—地心直角坐标—地理坐标之间的转换。以雷达架设点为基准点，可以通过转换公式和流程，将屏幕上的每个点与地理坐标对应起来。

表1 WGS－84参数表

大地坐标(经纬度)为，其中为经度，为纬度，Η为海拔高度。则相应的在地心坐标系中的位置如下：

其中，N为卯酉圈曲率半径：

雷达安装点为原点的极坐标(ψ，θ，γ)

图6显示了雷达回波与卫星地图的叠加效果。可以看到岛屿、山峰、海岸线轮廓等与雷达回波较准确地重叠，能够直观地看到动目标所处位置和近岸综合态势。

本发明还提供了显示控制的同步方案

由于下载的卫星地图数据不是矢量电子地图数据，因此地图缩放、平移等操作都必须在雷达终端程序中自行完成。雷达的偏心操作只是屏幕直角坐标的中心点平移变换，直接对卫星地图的中心点做出对应平移即可。

雷达量程的变化，涉及到地图动态加载，由于卫星地图数据量较大，为了避免过多耗用计算机内存，可以在雷达架设时针对雷达各量程，配准相应的卫星地图存放在硬盘中，在程序运行时根据需要调入内存。调入方法是当前量程及其相邻的上下各一档量程对应的地图及配准数据调入内存，这样量程改变时，无论量程增加或减小，其对应的卫星地图已在内存中，可以快速显示。同时从硬盘把需要更新的地图调入内存，充分发挥计算机的并行性，达到雷达回波实时显示在叠加的卫星地图上的效果。

实际应用中，将雷达回波实时显示在叠加的卫星地图上，具体包括：

在雷达架设时针对雷达各量程，配准相应的卫星地图并存储；

调取雷达当前量程及其相邻的上下各一档量程对应的地图及配准数据，进行显示。

本发明提供的雷达回波采样数据的处理方法，通过对雷达回波采样数据进行针对采样密度不足、运算取整误差分别提出了不同的补偿方案，而针对雷达实时成像屏幕刷新速度快，提出的图像闪烁抑制方案，及结合查表策略的回波图显示技术，能够对现有技术中数字化回波显示中图像显示漏点补偿、图像闪烁及卫星地图叠加定位的问题提供有效的解决方法，速度快、实现效率高。

实施例二

参见图7，本发明实施例提供了一种雷达回波采样数据的处理装置，所述装置包括插值门限补偿模块201和抑制图像闪烁模块202，

插值门限补偿模块201包括判断单元2011和补偿单元2012，

判断单元2011用于接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于K/2，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于π*K，其中，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

补偿单元2012用于在所述判断单元的判定结果为小于时，在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；并获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整；

抑制图像闪烁模块202，用于将所述雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系的横纵坐标；根据所述横纵坐标获取像素点的显存位置值，存储所述显存位置值。

另外，装置还包括回波图显示模块203，用于在雷达架设时针对雷达各量程，配准相应的卫星地图并存储；调取雷达当前量程及其相邻的上下各一档量程对应的地图及配准数据，进行显示。

本发明提供的雷达回波采样数据的处理装置，利用插值门限补偿模块对雷达回波采样数据进行针对采样密度不足、运算取整误差分别提出了不同的补偿方案，而利用抑制图像闪烁模块对雷达实时成像屏幕刷新速度快，提出图像闪烁抑制方案，及结合查表策略的回波图显示技术，能够对现有技术中数字化回波显示中图像显示漏点补偿、图像闪烁及卫星地图叠加定位的问题，速度快、实现效率高。

本发明实施例中，编程语言Microsoft Visual C#2010，PC机配置：Intel Corei3CPU、2.53GHZ、4G内存、Microsoft Windows732位操作***。雷达每分钟扫描25圈，每圈采样1800条径向采样线，每条采样线量程内采样320点。单纯的雷达数据接收并显示回波，CPU占用率低于5％。回波图像清晰饱满流畅。

目前采用这些技术实现的海岸监视雷达终端已经在全国沿海省市大面积推广，担负日常战备值班，并在若干重大活动安保***中发挥了重要作用。

最后需要指出的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制。本领域的普通技术人员应当理解：可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

Claims (9)

1.一种雷达回波采样数据的处理方法，其特征在于，所述方法包括：

接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于K/2，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于π*K，其中，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

若小于，则在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；

获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；

对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；

所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整；

采用查表策略，将所述雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系，用于显示在屏幕上。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述在圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点具体包括：将补偿的采样线均匀分布在整个圆周，采样线上各点采样值根据前后相邻两条采样线的平均值确定。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：接收到下一帧雷达回波采样数据时，在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点具体包括：

径向插值方式为复制前一帧雷达回波采样数据，和/或，

圆周向插值方式为复制前一帧扫描线数据。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所将雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系，具体包括：

将所述雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系的横纵坐标；

根据所述横纵坐标获取像素点的显存位置值，存储所述显存位置值。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

以雷达架设点为中心，正北向上，分别以每档量程范围为边界，下载雷达各档量程对应的卫星地图；

利用DirectX对同一量程内卫星地图进行缩放或平移；

将雷达回波图和卫星地图进行精确校准。

6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述将雷达回波图和卫星地图进行精确校准，具体包括：

以所述叠加的卫星地图的正北为基准，旋转雷达回波图像到与其吻合；

根据标志物对所述叠加的卫星地图进行缩放微调，使得所述标志物的回波图像能与卫星地图很好吻合；

计算获取雷达回波显示区域任一点对应的经纬度坐标，并将所述经纬度坐标投影成直角坐标；

以雷达架设点为基准点，将屏幕上的每个点与地理坐标建立对应关系。

7.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述方法还包括将所述雷达回波实时显示在叠加的卫星地图上，具体包括：

在雷达架设时针对雷达各量程，配准相应的卫星地图并存储；

动态往内存中调入雷达当前量程及其相邻的上下各一档量程对应的地图及配准数据，进行显示。

8.一种雷达回波采样数据的处理装置，其特征在于，所述装置包括插值门限补偿模块和抑制图像闪烁模块，所述插值门限补偿模块包括判断单元和补偿单元，

所述判断单元用于接收到一帧雷达回波采样数据时，判断所述雷达回波采样数据的径向采样点的个数是否小于K/2，和/或，判断雷达回波采样数据的圆周采样点个数是否小于π*K，其中，与雷达回波绘制的圆形相切的正方形区域分辨率为K*K；

所述补偿单元用于在所述判断单元的判定结果为小于时，在径向和/或圆周向进行双线性插值方式补齐所缺的采样点；并获取回波采样数据的极坐标，计算所述极坐标对应方位角的三角函数值；对所述方位角和所述极坐标进行浮点乘法运算，对计算结果进行取整得到取整误差；所述取整误差大于误差门限时，进行线性插值补偿；所述取整误差小于等于误差门限时，直接取整；

所述抑制图像闪烁模块，用于将所述雷达回波数据极坐标的方位角和距离，对应存储为直角坐标系的横纵坐标；根据所述横纵坐标获取像素点的显存位置值，存储所述显存位置值。

9.如权利要求8所述的装置，其特征在于，所述装置还包括回波图显示模块，用于在雷达架设时针对雷达各量程，配准相应的卫星地图并存储；动态往内存中调入雷达当前量程及其相邻的上下各一档量程对应的地图及配准数据，进行显示。