航海雷达模拟器中真实感雷达图像的仿真

随着图形图像技术、虚拟现实技术的发展,用户对雷达模拟器中雷达图像的逼真程度要求越来越高.为了提高雷达图像的仿真效果,建立了高、低潮状况下的雷达数据以体现不同潮汐状况时雷达图像的差别;设计了遮挡判断方法,从而更准确地判断岸线之间以及岸线内部的遮挡关系;改进岸线回波生成方法,实现了不同类型岸线的不同回波效果;采用展宽目标的方法,实现了岸线内部的填充效果.所做工作已应用到航海雷达模拟器中,仿真效果良好.     

基于特征的雷达与电子海图图像配准技术研究

针对雷达图像和电子海图显示与信息系统(ECDIS)图像不同传感器存在的配准问题,在分析雷达和电子海图图像特点的基础上,提出了基于图像特征的自动图像配准算法,论述了其实现方法与过程,为提高雷达图像和电子海图图像配准提供了一种技术途径,并对图像的配准效果进行了仿真。实验结果表明,该算法取得了理想的效果。     

雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法

雷达和电子海图是船舶重要助航设备。为了提高船舶航行中的避碰能力,文章提出了一种雷达模拟视频和电子海图图像叠加方法。采集雷达的模拟视频信号、方位信号和触发脉冲,通过A/D转换,利用极坐标与直角坐标变换模型和图像匹配模型,实现雷达和电子海图图像的叠加。试验结果表明,雷达和电子海图图像叠加是辅助船舶安全航行的有效方法,电子海图的海岸轮廓和雷达扫描到的图像能够较好的匹配融合,可以在电子海图底图上实时显示雷达捕获到的目标,提高对船舶周围环境的监控能力。     

基于小波的SPIHT雷达图像压缩算法

雷达在现代航海导航中占据着很重要的地位,在综合船桥系统和船舶交通管理系统里,雷达图像需要通过网络传送给其他导航系统如ECDIS或远程图像监视系统。由于雷达图像数据量非常大,为了保证图像的实时性,通过网络传输雷达图像时,先要对雷达图像进行压缩。雷达天线的扫描速度大约为20 RPM,所以一幅雷达图像的数据压缩、数据传输和数据重建必须在3 s内完成,这对雷达图像的压缩和重建提出了很高的要求。论文采用基于小波变换的SPIHT算法对雷达图像进行压缩.在追求高压缩比率情况下,保证了较低的均方误差和较高的信噪比,最后用C 实现了算法并给出了实验对比数据。     

海面目标雷达图像多尺度轮廓段特征提取方法

为了有效提高舰船雷达图像特征识别度,基于当前灰度投影拟合相关技术,提出舰船雷达图像轮廓特征提取方法。根据雷达感应电磁波输入信号排列,通过预设灰度级和拟合高度,根据图像三原色组成比例,获取灰度图像,利用二维分割法,根据灰度级转换特征,将一维灰度图分割为二维灰度图,通过模糊积累特征识别方法,设置二维灰度图的特征函数,求取隶属函数,建立模糊特征集,实现雷达图像轮廓特征提取。实验数据表明,应用该设计特征提取方法,图像灰度回波提高了32%,灰度纵波提高了29%,图像特征识别精度具有明显提高。     

航海雷达模拟器中天线方向图的仿真

针对目前航海模拟器中的仿真雷达图像没有考虑天线方向图的影响,图像真实感有待进一步提高的状况,在利用视景图形绘制方法生成航海雷达图像的基础上,分析天线方向图对生成雷达回波的影响。通过对存储有径向扫描线的纹理进行像素操作来仿真雷达天线方向图,实现天线方向图引起的回波横向扩展和径向扩展,并生成旁瓣假回波。仿真结果表明,考虑天线方向图的仿真雷达图像更加饱满,更加接近于真实雷达图像,真实感得到进一步提升,且仿真速度并未受到明显影响,能满足航海训练要求。     

矢量型电子河道图岸线提取方法研究

为快速准确获取河道岸形线的数据,生成缺乏岸线数据资料的河道矢量型轮廓图,提出一种通过处理雷达图像获取矢量型电子河道图岸形线数据的方法。采用了数学形态学方法实施对雷达图像处理,主要的处理过程包括:雷达图像灰度处理,灰度雷达图像转变为二值图像,二值雷达图像的滤波处理,在以上处理过程的基础上构造了数学形态学结构元素,实施对河道岸线提取,并矢量化处理了离散点。在二值化过程中提出新的方法,针对雷达图像的特点,依据航路规则设计了特殊的滤波过程,提出了提取河道任意边缘的方法。     

基于JPEG2000的ROI编码在VDR中的应用

雷达图像存储模块是船舶航行数据记录仪(VDR)的关键组成部分之一。此文根据船舶航行特点和船舶避碰原理,研究了基于JPEG2000的雷达图像感兴趣区域(ROI)编码方法,这种方法在保证了图像重点区域无损压缩的基础上,对图像其他区域实行高比例压缩。试验表明:该方法对VDR中雷达图像压缩具有良好的效果。     

雷达模拟视频与电子海图叠加匹配算法

为了提高海上目标的匹配定位,提出雷达模拟视频与电子海图叠加匹配算法。根据雷达和电子海图的显示特点,通过对采集的雷达模拟视频信号执行数字化、坐标转换和图像转换等操作,实现雷达和电子海图的叠加。分别提取叠加效果图像中的特征点,并计算特征点之间的相似度,从而实现对雷达模拟视频与电子海图的叠加匹配。经过与传统匹配算法的对比,发现设计叠加匹配算法的平均匹配率提高了11.2%。     

基于小波和形态学结合的雷达图像降噪算法

为减小导航雷达图像的噪声和杂波干扰,通过分析噪声主要特点及各种常见的图像去噪算法,本文提出了一种结合小波变换和形态学的雷达图像去噪方法,利用小波的多分辨率特性对图像细节进行处理,再结合形态学闭运算,在降低噪声的同时有效保留了图像细节。实验结果表明,该方法对雷达图像具有较好的降噪效果。     

基于GDI+的电子海图与雷达图像的叠加显示

论文实现了一种基于Visual C＋＋及GDI＋技术的电子海图与雷达图像实时叠加的软件设计。阐述了电子海图和雷达图像单独显示时的关键技术及操作流程，针对两者的叠加显示问题，提出了解决方案。该设计满足了实时性的要求，做到雷达静态目标与海图中的相应目标相互吻合，雷达动态目标在海图上实时、准确地定位显示。     

基于PC机的雷达图像信号采集与显示系统

提出了一种基于PC机的雷达图像信号采集与显示系统的实现方法。整个系统设计包括硬件电路设计、固件设计以及上位机软件编程。采用CPLD作为硬件采集电路的核心元件,控制外围电路采集雷达图像信号到采集卡上的缓冲区中。采集卡使用2片双口RAM构成双缓冲区结构,当1块缓冲区完成1条扫描线数据存储后,数据会通过PCI总线被取走。软件设计则分为驱动程序以及应用程序设计2部分。驱动程序收到CPLD取数据信号后,会将采集到的雷达图像数据从采集卡上的缓冲区复制到应用程序缓冲区中等待处理。最终,应用程序将缓冲区中数据取出,进行各种处理后,将最终的雷达图像在PC机显示器上进行显示。     

基于双缓存技术的雷达图像多图层设计与仿真

传统雷达模拟器图像生成多是采用扫描线求交算法,该算法一定程度上会增加计算机CPU的额外运算,浪费系统资源,而且雷达ARPA图像生成速率低,图像质量差,不便于新功能的添加。为提高雷达ARPA图像逼真度和方便功能扩展,以扫描的高效性和代码的易维护性为前提,基于双缓存技术对雷达图像的生成进行了多图层设计,并基于多图层设计提出了更为简单的每帧雷达图像和ARPA符号的生成算法。以不同显示模式下的雷达图像进行了仿真,验证了算法的可行性,相关算法已经成功应用到了雷达模拟器中雷达ARPA图像的仿真。     

基于同态滤波的舰船图像增强方法

雷达系统对于舰船的导航、目标探测等有重要作用,受海上恶劣气候条件影响,舰船雷达图像的噪声干扰较大。为了提高舰船雷达图像的成像效果,本文研究一种基于同态滤波的舰船雷达图像增强方法。本文首先介绍了同态滤波算法的原理,然后基于同态滤波算法对传统的雷达图像增强技术进行优化,最后结合雷达图像的质量评价因素(信息熵、对比度等)对该图像增强算法进行改进。     

基于小波变换的雷达图像处理技术及仿真

在现代船舶中,航海雷达广泛应用于航海导航、目标物检测跟踪及安全运行等领域,所以在船舶中配备实时高效的雷达数据及图像处理系统成为利用航海雷达的关键。同时,小波变换由于其具有高分辨率的图像处理功能而在图像处理领域得到了较为深入的研究应用。本文研究航海雷达图像信息中混入噪声及杂波的分布特性,提出一种基于小波变换的雷达图像数据杂波抑制、去除噪声的方法,最后给出仿真结果并进行分析。     

一种基于小波变化的自适应阈值算法研究

雷达信号处理在整个雷达系统中一直都起着举足轻重的作用,同时也是雷达技术发展中最为活跃的部分。文章主要探讨小波变换在雷达视频压缩中的应用。针对雷达回波信号这些特点,提出了一种基于小波的自适应阈值方法进行雷达回波信号去噪处理,在保留雷达回波的前提下,降低了雷达数字视频的信息量,为雷达数字视频数据的编码打下了良好的基础。而在雷达图像处理中,嵌入式零树小波算法对雷达图像进行压缩取得了不错的效果。利用所提出的信号去噪方法对雷达视频数据进行预处理后在实时性传输方面具有很高的应用价值和前景。     

VDR雷达图像的ROI图像编码压缩算法

针对VDR雷达图像感兴趣区域压缩问题，提出了整数小波变换和非均匀移位的ROI图像编码压缩算法。该算法利用整数小波对图像进行变换，对量化后生成的小波系数进行非均匀移位，不仅能够保证感兴趣图像数据在低比特数据流中的优先恢复，还实现了使图像的渐进恢复过程更加适合人眼视觉特点的效果。通过对VDR雷达图像的压缩实验，该算法效果明显。     

轮廓与特征点结合的雷达海图匹配定位

为了实现雷达定位自动化,提高雷达定位的精度,针对电子海图信息和雷达信息匹配定位进行了研究。采用轮廓相似度概略定位与轮廓特征点匹配定位相结合的方法,克服单一匹配容易误匹的现象,达到提高定位精度,保证实时性的目的。详细论述了雷达回波图象轮廓特征点集和电子海图图像轮廓特征点集的建立方法,轮廓相似度的计算和概略定位方法,特征点集匹配集的确定和平差求最或然船位的方法。通过示例验证了研究的可行性及在各种定位条件下的定位准确性。     

船舶操纵模拟器中三维场景库的雷达图像模拟

现有船舶操纵模拟器中雷达图像的模拟多是基于二维海图,生成的图像和真雷达图像之间有一定的差距。根据雷达所在位置及扫描范围,基于三维场景库模拟雷达图像,实时访问场景库获取模型的相关信息。采用圆周扫描方式,以射线组模拟雷达电磁波的波束,并利用射线与三角形求交计算物标的回波位置,在计算回波强度时考虑了物标反射面自身因素的影响。经模拟得出了较好的雷达图像。     

雷达图像的采集技术探讨

本文以一种激光雷达的图像采集处理工作过程为依托,介绍了雷达图像采集技术发展、技术要求和雷达图像信号的基本原理,并结合实例对雷达图像采集处理系统的组成及工作原理作了简要介绍。