一种情报雷达目标回波的三维显示方法
一种情报雷达目标回波的三维显示方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子显示技术，尤其涉及的是一种情报雷达目标回波的三维显示 方法。
【背景技术】
[0002] 传统情报雷达的主要显示方式包括P显、B显、E显、A显等二维显示方式，以平面 的形式反映目标在空间上的位置信息和参数信息。随着用户需求的提升，操作员不仅要了 解目标的位置信息，还需要了解目标的特征信息，需要获取目标的强度信息、方位宽度和距 离宽度信息等，以便对目标进行判性，实现目标识别。
[0003] 传统的A显可以反应目标强度信息在某一方位上随距离的变化情况，但目标往往 可能跨越多个方位单元，传统的A显无法同时反映多个方位多个距离上的目标强度变化情 况。因此，需要一种三维显示方式用于从多个连续的方位单元和距离单元上显示目标回波 的强度变化。
[0004] 目标回波的三维显示技术的具体应用存在多个环节，包括：数据采集、数据预处 理、数据渲染、视角控制等，是一个系统的工程。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种情报雷达目标回波的三维显 示方法，通过采用多种数据预处理方式，可以以多种形式展示目标的特征。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
[0007] (1)根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸；
[0008] (2)根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，具体过程包括 以下步骤：
[0009] (21)计算采样间隔；
[0010] (22)根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取，包括等距抽取、平均抽 取、选大抽取；
[0011] (23)根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是 对数显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性 参数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示；
[0012] (3)使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。
[0013] 所述步骤（1)包括以下步骤：
[0014] (11)获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ;
[0015] (12)获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元 个数
[0016] Rng_N ；
[0017] (13)计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数 Njng:如果 Azi_N>Win_w，则 N Azi= Win_w，否则 N Azi= Azi_N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _ = Win_w，否则 NKng= Azi_N。
[0018] 所述步骤（21)计算采样间隔具体为：
[0019]方位间隔 fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔 fRng = Rng_N/NKn，其中 fAzi 和 fRng 都是 浮点型数据。
[0020] 所述步骤（22)具体为：
[0021] 设目标回波数据为Saj)，0彡i〈Azi_N，0彡j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任 何一个数据D aj)，0彡i〈NAzi, 0彡j〈NKng，计算结果如下：
[0022] (221)等距抽取：D(u= S (p，q)，其中：
[0023] (222)平均抽取：
其中：
[0024] (223)选大抽取：D(i，』)一max {S (p，m)，S(p，m+1), ? ? ?，S(p，n)，S(p+1，m), ? ? ?，S(p+1，n), S((j，m)，? ? ? ，S(q，n)}，其中：
[0025] 所述步骤（23)中，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下：
[0026] (231)首先线性化：公式如下
，其中：Para是用户输入的线性参 数；
[0027] (232)然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值D min，然后 对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化：
使得渲染目标数据 集的值域落在〇~255之间。
[0028] 所述步骤（3)将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从序的顺序存储到 顶点数组中，并构建对应的索引数组、颜色数组，然后对数据进行渲染。
[0029] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明主要考虑数据预处理和数据渲染的内 容。随着用户对目标回波显示需求的提升，回波数据需要提供多种预处理形式，以便用户通 过多种方式观测目标。渲染效率也有待提升，以适应用户不断攀升的需求。情报雷达目标 回波的三维显示方法根据窗口尺寸计算渲染目标数据的尺寸，从而实现了目标数据尺寸和 窗口尺寸的匹配，避免了大量原始回波数据映射到同一个像素点造成的浪费；采用多种抽 取方式和多种显示方式对回波数据进行预处理，使用户可以通过多种方式观察目标回波特 征，便于用户对目标进行判性和识别；采用顶点数组和索引数组的方式渲染数据，可以一次 性的将所有数据从内存传送到显存，从而减少了数据传输的通信量以及重复顶点坐标转换 的计算量，提高了显示的速度。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明的工作流程图；
[0031] 图2是本发明数据预处理的工作流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0033] 如图1和图2所示，本实施例目标回波三维显示方法的工作流程包括以下步骤：
[0034] (1)根据屏幕尺寸计算渲染目标数据的尺寸，生成渲染目标数据集的方位单元数 和距离单元数；
[0035] (11)获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ;
[0036] (12)获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元 个数Rng_N ;
[0037] (13)计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数 :如果 Azi_N>Win_w，则 N Azi= Win_w，否则 N Azi= Azi _N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _ = Win_w，否则 NKng= Azi_N。
[0038] (2)根据用户选择对回波数据进行预处理，生成渲染目标数据集，具体流程如下：
[0039] (21)计算采样间隔：方位间隔fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔fRng = Rng+N/Nsng，其 中fAzi和fRng都是浮点型数据；
[0040] (22)根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取：
[0041] 设目标回波数据为Saj)，0彡i〈Azi_N，0彡j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任 何一个数据D aj)，0彡i〈NAzi, 0彡j〈NKng，计算结果如下：
[0042] (221)等距抽取：D(i，j)= S(p，q)，其中：
[0043] (222)平均抽取：
其中：
[0044] (223)选大抽取：D(i，』)一max {S (p，m)，S(p，m+1), ? ? ?，S(p，n)，S(p+1，m), ? ? ?，S(p+1，n), S((j，m)，? ? ? ，S(q，n)}，其中：
[0045] (23)根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是 对数显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性 参数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示；
[0046] 对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下：
[0047] (231)首先线性化：公式如下
其中：Para是用户输入的线性参 数；通过线性化，实现了渲染目标数据集从对数到线性的变换；
[0048] (232)然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值D min，然后 对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化：
使得渲染目标数据 集的值域落在0~255之间，便于用户观察。
[0049] (3)基于顶点数组渲染数据：将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从 序的顺序存储到顶点数组中，并构建对应的索引数组、颜色数组，然后通过使用OpenGL的 顶点数组技术完成数据的渲染。
[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸； (2) 根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，具体过程包括以下 步骤： (21) 计算采样间隔； (22) 根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取，包括等距抽取、平均抽取、选 大抽取； (23) 根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是对数 显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性参 数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示； (3) 使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。2. 根据权利要求1所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤⑴包括以下步骤： (11) 获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ; (12) 获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元个数 Rng-N ; (13) 计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数NKng:如 果 Azi_N>Win_w，则 NAzi= Win_w，否则 NAzi= Azi_N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _= Win_w，否 则 NRng= Azi_N。3. 根据权利要求2所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（21)计算采样间隔具体为： 方位间隔fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔fRng = Rng_N/NKn，其中fAzi和fRng都是浮点 型数据。4. 根据权利要求3所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（22)具体为： 设目标回波数据为Saj)，0 < i〈Azi_N，0 < j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任何一 个数据Daj^O < i〈NAzi, O < j〈NKng，计算结果如下： (221) 等距抽取:= = (222) 平均抽取：其中：(223) 选大抽取：Daj)= max{S (p，m)，S (p，m+i)，· · ·，S (p，n)，S (p+1，m)，· · ·，S (p+1，n)，S (q，m)，· · ·，S ((J ，n)}，其中5. 根据权利要求4所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（23)中，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下： (231) 首先线性化：公式如下：其中：Para是用户输入的线性参数； (232) 然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值Dmin，然后对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化： 使得渲染目标数据集的 值域落在〇~255之间。6.根据权利要求1所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（3)将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从序的顺序存储到顶点数组中， 并构建对应的索引数组、颜色数组，然后对数据进行渲染。
【专利摘要】本发明公开了一种情报雷达目标回波的三维显示方法，根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸；根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。随着用户对目标回波显示需求的提升，回波数据需要提供多种预处理形式，以便用户通过多种方式观测目标。渲染效率也有待提升，以适应用户不断攀升的需求。
【IPC分类】G01S7/41
【公开号】CN104898105
【申请号】CN201510338278
【发明人】沈静波, 钮俊清, 钟权, 李帅, 汪中, 钱立兵, 侯田, 周慧德, 于晖
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种电子显示技术，尤其涉及的是一种情报雷达目标回波的三维显示 方法。
【背景技术】
[0002] 传统情报雷达的主要显示方式包括P显、B显、E显、A显等二维显示方式，以平面 的形式反映目标在空间上的位置信息和参数信息。随着用户需求的提升，操作员不仅要了 解目标的位置信息，还需要了解目标的特征信息，需要获取目标的强度信息、方位宽度和距 离宽度信息等，以便对目标进行判性，实现目标识别。
[0003] 传统的A显可以反应目标强度信息在某一方位上随距离的变化情况，但目标往往 可能跨越多个方位单元，传统的A显无法同时反映多个方位多个距离上的目标强度变化情 况。因此，需要一种三维显示方式用于从多个连续的方位单元和距离单元上显示目标回波 的强度变化。
[0004] 目标回波的三维显示技术的具体应用存在多个环节，包括：数据采集、数据预处 理、数据渲染、视角控制等，是一个系统的工程。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种情报雷达目标回波的三维显 示方法，通过采用多种数据预处理方式，可以以多种形式展示目标的特征。
[0006] 本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：
[0007] (1)根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸；
[0008] (2)根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，具体过程包括 以下步骤：
[0009] (21)计算采样间隔；
[0010] (22)根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取，包括等距抽取、平均抽 取、选大抽取；
[0011] (23)根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是 对数显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性 参数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示；
[0012] (3)使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。
[0013] 所述步骤（1)包括以下步骤：
[0014] (11)获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ;
[0015] (12)获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元 个数
[0016] Rng_N ；
[0017] (13)计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数 Njng:如果 Azi_N>Win_w，则 N Azi= Win_w，否则 N Azi= Azi_N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _ = Win_w，否则 NKng= Azi_N。
[0018] 所述步骤（21)计算采样间隔具体为：
[0019]方位间隔 fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔 fRng = Rng_N/NKn，其中 fAzi 和 fRng 都是 浮点型数据。
[0020] 所述步骤（22)具体为：
[0021] 设目标回波数据为Saj)，0彡i〈Azi_N，0彡j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任 何一个数据D aj)，0彡i〈NAzi, 0彡j〈NKng，计算结果如下：
[0022] (221)等距抽取：D(u= S (p，q)，其中：
[0023] (222)平均抽取：
其中：
[0024] (223)选大抽取：D(i，』)一max {S (p，m)，S(p，m+1), ? ? ?，S(p，n)，S(p+1，m), ? ? ?，S(p+1，n), S((j，m)，? ? ? ，S(q，n)}，其中：
[0025] 所述步骤（23)中，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下：
[0026] (231)首先线性化：公式如下
，其中：Para是用户输入的线性参 数；
[0027] (232)然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值D min，然后 对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化：
使得渲染目标数据 集的值域落在〇~255之间。
[0028] 所述步骤（3)将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从序的顺序存储到 顶点数组中，并构建对应的索引数组、颜色数组，然后对数据进行渲染。
[0029] 本发明相比现有技术具有以下优点：本发明主要考虑数据预处理和数据渲染的内 容。随着用户对目标回波显示需求的提升，回波数据需要提供多种预处理形式，以便用户通 过多种方式观测目标。渲染效率也有待提升，以适应用户不断攀升的需求。情报雷达目标 回波的三维显示方法根据窗口尺寸计算渲染目标数据的尺寸，从而实现了目标数据尺寸和 窗口尺寸的匹配，避免了大量原始回波数据映射到同一个像素点造成的浪费；采用多种抽 取方式和多种显示方式对回波数据进行预处理，使用户可以通过多种方式观察目标回波特 征，便于用户对目标进行判性和识别；采用顶点数组和索引数组的方式渲染数据，可以一次 性的将所有数据从内存传送到显存，从而减少了数据传输的通信量以及重复顶点坐标转换 的计算量，提高了显示的速度。
【附图说明】
[0030] 图1是本发明的工作流程图；
[0031] 图2是本发明数据预处理的工作流程图。
【具体实施方式】
[0032] 下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行 实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施 例。
[0033] 如图1和图2所示，本实施例目标回波三维显示方法的工作流程包括以下步骤：
[0034] (1)根据屏幕尺寸计算渲染目标数据的尺寸，生成渲染目标数据集的方位单元数 和距离单元数；
[0035] (11)获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ;
[0036] (12)获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元 个数Rng_N ;
[0037] (13)计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数 :如果 Azi_N>Win_w，则 N Azi= Win_w，否则 N Azi= Azi _N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _ = Win_w，否则 NKng= Azi_N。
[0038] (2)根据用户选择对回波数据进行预处理，生成渲染目标数据集，具体流程如下：
[0039] (21)计算采样间隔：方位间隔fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔fRng = Rng+N/Nsng，其 中fAzi和fRng都是浮点型数据；
[0040] (22)根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取：
[0041] 设目标回波数据为Saj)，0彡i〈Azi_N，0彡j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任 何一个数据D aj)，0彡i〈NAzi, 0彡j〈NKng，计算结果如下：
[0042] (221)等距抽取：D(i，j)= S(p，q)，其中：
[0043] (222)平均抽取：
其中：
[0044] (223)选大抽取：D(i，』)一max {S (p，m)，S(p，m+1), ? ? ?，S(p，n)，S(p+1，m), ? ? ?，S(p+1，n), S((j，m)，? ? ? ，S(q，n)}，其中：
[0045] (23)根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是 对数显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性 参数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示；
[0046] 对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下：
[0047] (231)首先线性化：公式如下
其中：Para是用户输入的线性参 数；通过线性化，实现了渲染目标数据集从对数到线性的变换；
[0048] (232)然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值D min，然后 对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化：
使得渲染目标数据 集的值域落在0~255之间，便于用户观察。
[0049] (3)基于顶点数组渲染数据：将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从 序的顺序存储到顶点数组中，并构建对应的索引数组、颜色数组，然后通过使用OpenGL的 顶点数组技术完成数据的渲染。
[0050] 以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，包括以下步骤： (1) 根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸； (2) 根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，具体过程包括以下 步骤： (21) 计算采样间隔； (22) 根据用户选择的抽取方式对目标回波数据进行抽取，包括等距抽取、平均抽取、选 大抽取； (23) 根据用户选择的显示方式对渲染目标数据集进行处理：如果用户选择的是对数 显示，则无需处理直接显示，如果用户选择的是线性显示，则需要根据用户输入的线性参 数，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换后显示； (3) 使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。2. 根据权利要求1所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤⑴包括以下步骤： (11) 获取窗口尺寸：宽度像素数Win_w，高度像素数Win_h ; (12) 获取传入的目标回波数据的尺寸：传入方位单元个数Azi_N，传入距离单元个数 Rng-N ; (13) 计算渲染目标数据集的尺寸：渲染方位单元个数NAzi，渲染距离单元个数NKng:如 果 Azi_N>Win_w，则 NAzi= Win_w，否则 NAzi= Azi_N ;如果 Rng_N>Win_w，则 N _= Win_w，否 则 NRng= Azi_N。3. 根据权利要求2所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（21)计算采样间隔具体为： 方位间隔fAzi = Azi_N/NAzi，距离间隔fRng = Rng_N/NKn，其中fAzi和fRng都是浮点 型数据。4. 根据权利要求3所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（22)具体为： 设目标回波数据为Saj)，0 < i〈Azi_N，0 < j〈Rng_N，对于渲染目标数据集中的任何一 个数据Daj^O < i〈NAzi, O < j〈NKng，计算结果如下： (221) 等距抽取:= = (222) 平均抽取：其中：(223) 选大抽取：Daj)= max{S (p，m)，S (p，m+i)，· · ·，S (p，n)，S (p+1，m)，· · ·，S (p+1，n)，S (q，m)，· · ·，S ((J ，n)}，其中5. 根据权利要求4所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（23)中，对渲染目标数据集中的数据逐一进行线性变换，步骤如下： (231) 首先线性化：公式如下：其中：Para是用户输入的线性参数； (232) 然后归一化：首先找出渲染目标数据集中的最大值Dmax和最小值Dmin，然后对渲染目标数据集中的数据逐一进行归一化： 使得渲染目标数据集的 值域落在〇~255之间。6.根据权利要求1所述的一种情报雷达目标回波的三维显示方法，其特征在于，所述 步骤（3)将渲染目标数据集中的数据按照方位主序、距离从序的顺序存储到顶点数组中， 并构建对应的索引数组、颜色数组，然后对数据进行渲染。
【专利摘要】本发明公开了一种情报雷达目标回波的三维显示方法，根据传入的回波数据以及窗口尺寸计算渲染目标数据集的尺寸；根据用户选择的抽取方式和显示方式对回波数据进行预处理，使用顶点数组存储目标数据集，并构建对应的索引数组实现数据渲染。随着用户对目标回波显示需求的提升，回波数据需要提供多种预处理形式，以便用户通过多种方式观测目标。渲染效率也有待提升，以适应用户不断攀升的需求。
【IPC分类】G01S7/41
【公开号】CN104898105
【申请号】CN201510338278
【发明人】沈静波, 钮俊清, 钟权, 李帅, 汪中, 钱立兵, 侯田, 周慧德, 于晖
【申请人】中国电子科技集团公司第三十八研究所
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月17日
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