基于異物檢測的雷達處理系統及方法
【專利摘要】本發明公開了一種基于異物檢測的雷達處理系統及方法，屬于雷達處理【技術領域】，該系統包括電源、主機和信號處理器，電源給主機和信號處理器供電，主機與信號處理器之間通過PCI總線進行數據通信；同時信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，主處理器與從處理器之間通過外部總線進行數據通信；該架構克服了現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，從而提高處理速度，減少異物確認進程，進而提高工作人員排除異物的工作效率，減少異物對航空工業造成的經濟損失。
【專利說明】基于異物檢測的雷達處理系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及雷達處理領域，尤其涉及一種雷達處理系統及方法。
【背景技術】
[0002]機場跑道異物(F0D)是指機場跑道表面外來的遺留物碎片，當飛機在跑道上高速滑行時，跑道上這些遺留物對飛機和周圍人員車輛的安全會造成嚴重的威脅，據估計，每年跑道碎片引起的事故造成航空工業的損失高達40億美元。
[0003]針對F0D嚴重威脅航空器飛行安全的情況，國內外開展了機場跑道F0D檢測系統的研究，并已經在多個國際機場上正式使用。主要產品包括英國QlineiQ公司的毫米波雷達系統、以色列XSight公司的雷達和高分辨率相機集成方案、美國Trex公司的移動毫米波系統和新加坡的高分辨率智能視覺系統，這些跑道異物監測系統投入使用為飛機安全發揮了重要作用。
[0004]在機場跑道F0D檢測系統中，其中對雷達信號的處理模塊在獲取機場跑道異物的位置信息、形狀信息等信息的過程中占據極其重要的地位，這是因為，只有對雷達獲取的信號進行數字化、模擬化處理，才能使得工作人員清晰的得知異物的具體信息，從而為排除異物工作提供幫助。
[0005]然而，現有技術中的機場跑道F0D檢測系統對機場跑道進行異物檢測后，其處理模塊對數據的處理量較大，導致其獲取檢測結果效率較低，從而影響雷達對機場跑道的異物確定進程，進而影響工作人員排除異物的進程，對航空工業會造成一定的經濟損失。
【發明內容】
[0006]針對上述存在的問題，本發明提供一種雷達處理系統及方法，以克服現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，從而提高處理速度，減少異物確認進程，進而提高工作人員排除異物的工作效率，減少異物對航空工業造成的經濟損失。
[0007]為了實現上述目的，本發明采取的技術方案為:
[0008]一種基于異物檢測的雷達處理系統，其中，包括:電源、主機和信號處理器，所述電源為所述主機和所述信號處理器供電，所述主機與所述信號處理器之間通過PCI總線進行數據通信；
[0009]其中，所述信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，所述主處理器與所述從處理器之間通過外部總線進行數據通信。
[0010]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述主機包括用于輸入雷達信息的顯控模塊和用于顯示異物信息的顯示模塊；
[0011]其中，所述顯控模塊用以太網的方式與所述主機進行數據通信，所述顯示模塊以VGA的方式與所述主機進行數據通信。
[0012]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述信號處理器通過所述從處理器與所述主機進行數據通信。
[0013]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述從處理器為FPGA器件。
[0014]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述從處理器通過422通訊獲取外部雷達采集模塊中的初始雷達信息。
[0015]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述從處理器能進行采樣數據打包、FFT計算、IQ校正、加窗處理和定浮轉換。
[0016]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述主處理器包括多個TigerSHARC處理器，所述多個TigerSHARC處理器之間通過Link連接方式進行數據通信。
[0017]上述的基于異物檢測的雷達處理系統，其中，所述主處理器包括五個TigerSHARC處理器，第一 TigerSHARC處理器獲取所述從處理器處理后的中間雷達信息，并對所述中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后進行信號分發；所述第二、第三、第四TigerSHARC處理器對獲取到的所述結果雷達信息進行異物信息處理；所述第五TigerSHARC處理器對所述結果雷達信息進行視頻處理。
[0018]一種基于異物檢測的雷達處理方法，其中，應用如上述的雷達處理系統進行數據處理，包括:
[0019]獲取初始雷達信息后通過422通訊方式進行傳送；
[0020]對初始雷達信息進行采樣數據打包、定浮轉換、FFT計算操作后得到中間雷達信息，并將所述中間雷達信息通過外部總線進行傳送；
[0021]對所述中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后進行信號分發、異物信息處理和視頻處理；
[0022]將異物信息處理后的異物結果信息和視頻處理后的視頻結果信息通過從處理器和PCI總線傳送給主機；
[0023]通過顯示模塊顯示所述異物結果信息和視頻結果信息。
[0024]上述的基于異物檢測的雷達處理方法，其特征在于，在所述異物信息處理和所述視頻處理過程中，IQ校正和加窗處理由所述從處理器進行。
[0025]上述技術方案具有如下優點或者有益效果:
[0026]本發明提供的基于異物檢測的雷達處理系統及方法，該系統包括電源、主機和信號處理器，所述電源給主機和信號處理器供電，主機與信號處理器之間通過PCI總線進行數據通信；同時信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，主處理器與從處理器之間通過外部總線進行數據通信；通過該架構克服了現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，從而提高處理速度，減少異物確認進程，進而提高工作人員排除異物的工作效率，減少異物對航空工業造成的經濟損失。
[0027]同時，該基于異物檢測的雷達處理方法通過從處理器對初始雷達信息進行預處理，而后經過主處理器對中間雷達信息進行主要的雷達數據處理，并且在主處理器中運用多個TigerSHARC處理器，合理分配各自的處理任務，從而克服了現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，提高了處理速度，減少了異物確認進程，進而提高了工作人員排除異物的工作效率，也就減少了異物對航空工業造成的經濟損失。【專利附圖】
【附圖說明】
[0028]通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發明極其特征、夕卜形和優點將會變得更加明顯。在全部附圖中相同的標記指示相同的部分。并未刻意按照比例繪制附圖，重點在于示出本發明的主旨。
[0029]圖1是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統的結構示意圖；
[0030]圖2是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統中的主處理器的結構示意圖；
[0031]圖3是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理方法的流程結構示意圖。【具體實施方式】
[0032]下面結合附圖和具體的實施例對本發明作進一步的說明，但是不作為本發明的限定。
[0033]實施例1:
[0034]圖1是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統的結構示意圖；如圖所示，本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統包括:電源、主機和信號處理器，電源用以給主機和信號處理器供電，主機與信號處理器之間通過PCI總線(或者CPCI總線)進行數據通信，通過該通信模式，能夠使得信號能夠較為迅速的進行傳送；同時，信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，主處理器與從處理器之間通過外部總線進行數據通信，通過外部總線的通信方式，能夠使得主處理器與從處理器之間的信號能夠較快的進行傳送，從而提高了整個系統的數據傳送速度，也便提高了處理數據的速度，減少了異物確認的進程。
[0035]在本發明實施例1的基于異物檢測的雷達處理系統中，主機包括用于輸入雷達信息的顯控模塊和用于顯示異物信息的顯示模塊(圖中未示)，顯控模塊用以太網的方式與主機進行數據通信，顯示模塊以VGA的方式與主機進行數據通信，根據各個模塊的功能不同，從而采用不同的通信模式，達到數據傳送的最優效果，進一步的提高了處理數據的速度。
[0036]在本發明實施例1的基于異物檢測的雷達處理系統中，信號處理器通過從處理器與主機進行數據通信，即信號處理器中的從處理器與主機之間通過PCI總線(或者CPCI總線)進行數據通信，如此設置，能夠使得數據從主機首先傳送給從處理器，經過從處理器的預處理后再傳送給主處理器進行數據的處理，分工明確，進而提高數據處理的效率。
[0037]在本發明實施例1的基于異物檢測的雷達處理系統中，從處理器為FPGA器件，且從處理器通過422通訊獲取外部雷達采集模塊中的初始雷達信息，外部雷達采集模塊是現有技術中常采用的模塊，在此不予贅述，從處理器能進行采樣數據打包、FFT計算、IQ校正、加窗處理和定浮轉換；通過422通訊方式，能夠進一步的提高數據傳送的速度，從而提高整個系統的數據處理效率。
[0038]圖2是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統中的主處理器的結構示意圖；如圖所示，在本發明實施例1中的的雷達處理系統中，主處理器包括多個TigerSHARC處理器，多個TigerSHARC處理器之間通過Link連接方式進行數據通信，采用Link連接方式進行數據通信能夠加快TigerSHARC處理器之間的數據傳送速度，進而提高了整個系統的數據處理速度。
[0039]在本發明實施例1中的的基于異物檢測的雷達處理系統中，主處理器包括五個TigerSHARC處理器，第一 TigerSHARC處理器(TS1)獲取從處理器處理后的中間雷達信息，并對中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后根據各個TigerSHARC處理器的處理功能不同進行信號分發；第二、第三、第四TigerSHARC處理器(TS2、TS3、TS4)對獲取到的結果雷達信息進行異物信息處理，而后將異物信息處理后的異物結果信息傳送給第五TigerSHARC處理器(TS5)，通過TS5傳送到從處理器，而后經過該從處理器傳送到主機的顯示模塊；同時，第五TigerSHARC處理器(TS5)對接收到的結果雷達信息進行視頻處理，而后將進行視頻處理后的視頻結果信息傳送給從處理器，最后經過該從處理器傳送到主機的顯示模塊。
[0040]所以，本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理系統及方法，該系統包括電源、主機和信號處理器，所述電源給主機和信號處理器供電，主機與信號處理器之間通過PCI總線進行數據通信；同時信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，主處理器與從處理器之間通過外部總線進行數據通信；通過該架構克服了現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，從而提高處理速度，減少異物確認進程，進而提高工作人員排除異物的工作效率，減少異物對航空工業造成的經濟損失。
[0041]圖3是本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理方法的流程結構示意圖；如圖所示，本發明實施例1提供的雷達處理方法，應用上述的雷達處理系統進行數據處理，該方法包括:外部雷達采集模塊獲取初始雷達信息后通過422通訊方式傳送給從處理器。
[0042]從處理器對初始雷達信息進行采樣數據打包、定浮轉換、FFT計算操作后得到中間雷達信息，并將中間雷達信息通過外部總線傳送給主處理器，采樣數據打包、定浮轉換、FFT計算等這些操作均是現有技術中的簡單的功能，在此不予贅述。
[0043]主處理器中的TS1對中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后根據各個TigerSHARC處理器的功能不同進行信號分發，TS2、TS3、TS4接收TS1傳送過來的結果雷達信息而進行異物信息處理，得到異物結果信息，TS5接收TS1傳送過來的結果雷達信息進行視頻處理，得到視頻結果信息。
[0044]TS2匯總異物結果信息并傳送給TS5，TS5將異物結果信息和視頻結果信息通過從處理器和PCI總線傳送給主機；
[0045]主機通過其顯示模塊顯示異物結果信息和視頻結果信息。
[0046]在本發明實施例1提供的雷達處理方法中，在異物信息處理和視頻處理過程中，IQ校正和加窗處理操作由從處理器進行，不同的功能實現或者操作通過合理的分配給各個處理器，從而使得各個處理器都能較優的進行數據的處理，使得處理速度得到提高，從而減少異物確認進程。
[0047]所以，本發明實施例1提供的基于異物檢測的雷達處理方法通過從處理器對初始雷達信息進行預處理，而后經過主處理器對中間雷達信息進行主要的雷達數據處理，并且在主處理器中運用多個TigerSHARC處理器，合理分配各自的處理任務，從而克服了現有技術中的處理模塊面對極其龐大的數據，其處理速度慢的問題，提高了處理速度，減少了異物確認進程，進而提高了工作人員排除異物的工作效率，也就減少了異物對航空工業造成的經濟損失。
[0048]本領域技術人員應該理解，本領域技術人員結合現有技術以及上述實施例可以實現所述變化例，在此不予贅述。這樣的變化例并不影響本發明的實質內容，在此不予贅述。
[0049]以上對本發明的較佳實施例進行了描述。需要理解的是，本發明并不局限于上述特定實施方式，其中未盡詳細描述的設備和結構應該理解為用本領域中的普通方式予以實施；任何熟悉本領域的技術人員，在不脫離本發明技術方案作出許多可能的變動和修飾，或修改為等同變化的等效實施例，這并不影響本發明的實質內容。因此，凡是未脫離本發明技術方案的內容，依據本發明的技術實質對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化以及修飾，均仍屬于本發明技術方案保護的范圍內。
【權利要求】
1.一種基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，包括:電源、主機和信號處理器，所述電源為所述主機和所述信號處理器供電，所述主機與所述信號處理器之間通過PCI總線進行數據通信；其中，所述信號處理器包括用于進行距離截取、信號分發、視頻處理和異物信息處理的主處理器，以及用于獲取并預處理初始雷達信息的從處理器，所述主處理器與所述從處理器之間通過外部總線進行數據通信。
2.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述主機包括用于輸入雷達信息的顯控模塊和用于顯示異物信息的顯示模塊；其中，所述顯控模塊用以太網的方式與所述主機進行數據通信，所述顯示模塊以VGA的方式與所述主機進行數據通信。
3.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述信號處理器通過所述從處理器與所述主機進行數據通信。
4.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述從處理器為FPGA器件。
5.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述從處理器通過422通訊獲取外部雷達采集模塊中的初始雷達信息。
6.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述從處理器能進行采樣數據打包、FFT計算、IQ校正、加窗處理和定浮轉換。
7.如權利要求1所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述主處理器包括多個TigerSHARC處理器，所述多個TigerSHARC處理器之間通過Link連接方式進行數據通信。
8.如權利要求7所述的基于異物檢測的雷達處理系統，其特征在于，所述主處理器包括五個TigerSHARC處理器，第一 TigerSHARC處理器獲取所述從處理器處理后的中間雷達信息，并對所述中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后進行信號分發；所述第二、第三、第四TigerSHARC處理器對獲取到的所述結果雷達信息進行異物信息處理；所述第五TigerSHARC處理器對所述結果雷達信息進行視頻處理。
9.一種基于異物檢測的雷達處理方法，其特征在于，應用如權利要求1?8中任意一項所述的雷達處理系統進行數據處理，包括:獲取初始雷達信息后通過422通訊方式進行傳送；對初始雷達信息進行采樣數據打包、定浮轉換、FFT計算操作后得到中間雷達信息，并將所述中間雷達信息通過外部總線進行傳送；對所述中間雷達信息進行距離截取后得到結果雷達信息，而后進行信號分發、異物信息處理和視頻處理；將異物信息處理后的異物結果信息和視頻處理后的視頻結果信息通過從處理器和PCI總線傳送給主機；通過顯示模塊顯示所述異物結果信息和視頻結果信息。
10.如權利要求9所述的基于異物檢測的雷達處理方法，其特征在于，在所述異物信息處理和所述視頻處理過程中，IQ校正和加窗處理由所述從處理器進行。
【文檔編號】G01S7/02GK103744056SQ201310695888
【公開日】2014年4月23日 申請日期:2013年12月17日 優先權日:2013年12月17日
【發明者】高雁, 劉利峰, 陳小虎 申請人:無錫市雷華科技有限公司