[发明专利]一种基于ARM平台船用导航雷达回波高分辨显示方法

说明书

本发明公开了一种基于ARM平台船用导航雷达回波高分辨显示方法，其包括以下步骤：对原始回波数据滤除奇异值；将不同量程下采样的回波映射到屏幕600个像素上；完成有用信号的提取、无用杂波的抑制；扩大目标在屏幕上显示；将每个触发的采样数据按照传输协议编排；保存回波数据；将极坐标转换为直角坐标，极坐标转换直角坐标过程中，ARM处理器上电运行时，将方位和距离向组成二维数组，运算后的直角坐标数据缓存在二维矩阵中，雷达回波的极坐标通过查找表映射的方式获得对应的直角坐标值；在回波层进行图像更新。

技术领域

本发明属于船舶导航电子设备领域，具体涉及一种基于ARM平台船用导航雷达回波高分辨显示方法，其为船用导航雷达系统的回波显示设计，船用导航雷达是船舶航行的重要导航设备，而高分辨力的回波显示是船用导航雷达的核心技术，直接关系雷达性能的高低。

背景技术

船用导航雷达作为一种传统的无线电导航设备，在船舶近海定位、引导船舶进、出港，窄航道航行以及在避碰中发挥作用。国外船用导航雷达技术起步较早，技术比较成熟和全面。英国的RAYMARINE(雷松)公司，日本的JRC公司等都是全球知名的航运电子产品设备制造商，这些公司生产的雷达产品占有全球民用导航雷达的大部分市场份额，被广泛安装在中小型船舶和公务型船舶上。

近年来，我国很多科研院所、高校和企业着手船用导航雷达的研究，船用导航雷达数据处理单元作为船用导航雷达系统中的核心部分，完成对雷达上单元的工作模式控制、回波的采集和信号处理、雷达图像的显示控制、键盘和鼠标操作命令处理、外部传感器(GPS、罗经、AIS、计程仪)数据接入及IEC61162格式解析、电子海图显示等。其中高分辨率回波图形显示是系统的难点，现有的雷达数据处理系统的显示控制方案，一般可以分为2种。

第一种是基于嵌入式“DSP+微处理器”方案，系统框图如图1所示。DSP负责雷达上单元数据的采集和处理，处理后的数据通过高速接口传送给微处理器。微处理器中自带硬件的显示控制器，可以驱动VGA、HDMI等通用接口的显示器显示图像。这种方案的优点是集成度较高，缺点微处理器芯片上自带的显示控制器支持显示分别率有限，图像处理能力较弱，只适合于一些对显示要求不高的系统，例如仪器仪表、工业控制系统等，虽然可以应用于船用导航雷达显示系统，但是只能支持较低分辨率显示器的显示，不能满足高分辨率显示的要求。

第二种是基于“FPGA+SDRAM+微处理器”的解决方案，系统框图如图2所示。FPGA先对ADC后的雷达回波数据进行处理，处理后的数据保存于外部SDRAM中。微处理器运行操作系统和雷达GUI软件，完成字符标志界面(二次显示图像)的处理，通过微处理器和FPGA间的内存映射接口，将二次显示图像信息送往FPGA，在FPGA中完成雷达回波数据和二次显示图像的叠加处理，FPGA再产生符合显示器要求的显示控制时序，将视频数据送到显示接口，实现图像显示。这种方案比较复杂，FPGA是整个系统的核心，FGPA不仅要对接收的雷达信号进行处理，还要实现多种图像的叠加显示和VGA显示器的驱动时序。

以上两种方法都存在明显的缺点，“DSP+微处理器”架构虽然简单，DSP完成数据处理后，传送给微处理器显示。但DSP不容易实现时序逻辑控制，且微处理器自带的显示控制器性能较弱，只能满足低分辨率显示，DSP和微处理器之间大量的回波数据传输也容易产生瓶颈。“FPGA+SDRAM+微处理器”架构在FPGA内部实现视频叠加算法和显示驱动时序，不受微处理器本身自带显示控制器的限制，可以实现高分辨率的显示。但是用FPGA实现视频叠加算法和显示驱动时序非常复杂，难度很大，修改不便，升级维护困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于ARM平台船用导航雷达回波高分辨显示方法，其设计一种更加简单的系统架构，满足船用导航雷达数据处理的所有功能，而且可以实现高分辨率的回波显示；而且在同一硬件平台上，通过软件模块的修改或裁减，可以满足不同分辨率的显示需求，也可满足船用导航雷达的高、中、低端配置，更容易升级和维护。