一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜的制作方法

专利2025-12-02  1


本发明涉及雷达车电视标定镜领域,具体是一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜。


背景技术:

1、目前装备的气象雷达、空管雷达,不管是移动车载类型,还是固定架设类型,在雷达出厂或到达预定安装位置架设完毕后,都需要对雷达精度进行重新标定,以确保雷达对目标探测的精准性。标定的方法是通过雷达探测1~3公里的标定杆,在雷达上形成标定杆的回波目标,再通过安装在雷达上的传统光学瞄准镜观察,通过肉眼观测标定杆在光学瞄准镜上的位置,读出标定杆在中心十字分划线的刻度数值,从而得出雷达波探测角度和光学观测角度之间的偏差,进而对两者进行校正使之重合,达到标定雷达精度的目的。

2、现在普遍使用的是光学瞄准镜和数字电子瞄准镜。其中,数字电子瞄准镜可以通过目标和中心十字丝之间的偏差,自动计算出像素点数量,从而计算出目标和中心偏差的角度,直接显示出来,给雷达标定人员进行标定参考。

3、目前的数字电子瞄准镜,可以实时的记录雷达工作时的扫描范围、空域,通过后台计算机进行存储。在通常情况下,雷达工作时会有一定的仰角进行360°旋转扫描,这样会对360°空域进行全覆盖扫描,中间出现的目标,或者标杆,便会被雷达清晰的扫描出来并在显示界面中呈现。

4、常规的雷达部署在平原或者开阔地带,周扫范围内不会出现近处物体的遮挡,雷达显示界面清晰干净,不会出现固定的杂波干扰。

5、但是在山区、丘陵或者雷达部署在树林、高层建筑物较多的情况时,雷达的探测范围会出现固定的杂波、干扰,这些干扰按传统手段是由人工进行选定、去除。一方面依靠人工多次扫描进行判断,收否为遮挡物带来的干扰,排除雷达自身不稳定因素;另一方面依靠人工通过其他视觉手段进行核实判别,已确保这些方位确实有干扰物。

6、这样导致的结果就是当雷达部署后,排除遮挡物带来干扰时间慢,部署效率低下,人工观察角度不准确,误差大。


技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,包括:多波段成像器、连续变倍成像组件、智能图像处理模块、系统控制电路。

2、所述连续变倍成像组件用于将雷达扫描范围内的景物成像于多波段成像器上,使多波段成像器生成视频信号。

3、所述多波段成像器将视频信号传输至智能图像处理模块。

4、所述智能图像处理模块对视频信号进行处理,将视频信号转化成视频推流。

5、所述处理包括天际线检测、天际线分割、提取遮蔽角。

6、所述系统控制电路用于生成控制信号,并通过控制信号控制多波段成像器、连续变倍成像组件、智能图像处理模块工作。

7、进一步,所述雷达标定镜还包括上位机。

8、所述上位机接收和显示智能图像处理模块转化的视频推流。

9、所述系统控制电路与上位机通信的数据经过智能图像处理模块转换后透明传送。

10、进一步,所述连续变倍成像组件包括变焦组、调焦组。

11、所述变焦组用于改变焦距。

12、所述调焦组用于改变成像距离。

13、进一步,所述智能图像处理模块对视频信号进行天际线检测和天际线分割的步骤包括:

14、1)获取天际线图像数据集,并根据天际线图像数据集中样本图像的梯度值,得到最优梯度阈值。

15、2)利用区域协方差算法对视频信号中的图像进行分割,确定天际线检测的目标区域。

16、3)在确定的天际线检测的目标区域内,利用循环梯度算法检测出天际线的位置坐标。

17、4)对检测的天际线的位置坐标进行校正,得到输入视频信号的天际线。

18、进一步,所述根据天际线图像数据集中样本图像的梯度值,得到最优梯度阈值的步骤包括:

19、1.1)计算天际线图像数据集中样本图像的各相邻梯度值。

20、1.2)分析在不同阈值条件下的天际线检测效果,得到最优梯度阈值。

21、所述分析在不同阈值条件下的天际线检测效果的步骤包括:

22、1.2.1)计算样本图像上每个像素的梯度值。

23、1.2.2)将相同梯度值的像素点在样本图像上进行标识,分析在不同阈值条件下的天际线检测效果。

24、进一步,所述利用循环梯度算法检测出天际线的位置坐标的步骤包括:

25、3.1)令迭代次数a=1。

26、3.2)计算天际线检测的目标区域内的梯度值。

27、所述图像i(i,j)内的位置坐标(i,j)处的梯度值的计算公式如下所示:

28、

29、式中,di,j表示位置坐标(i,j)的梯度值。dr、dg、db分别表示红、绿、蓝色阶的梯度值。pr(i,j)、pr(i+a,j)分别表示位置坐标(i,j)、(i+a,j)处的红色阶值。pg(i,j)、pg(i+a,j)分别表示位置坐标(i,j)、(i+a,j)处的绿色阶值。pb(i,j)、pb(i+a,j)分别表示位置坐标(i,j)、(i+a,j)处的蓝色阶值。m、n分别为图像i(i,j)的行、列数。

30、3.3)令a=a+1,判断a=d是否成立,d为最大迭代次数,若否,则返回步骤3.2);若是,则结束循环,得到天际线的位置坐标。

31、进一步,所述对检测的天际线的位置坐标进行校正的方法包括中值滤波算法。

32、进一步,所述提取遮蔽角的步骤如下:

33、以图像中心散开的竖直b°范围分割图像,并根据天际线,输出当前画面中以图像中心散开的水平c°范围内的遮蔽角角度,b、c均为大于0的实数。

34、进一步,在提取遮蔽角后,计算遮挡物对雷达信号的遮蔽度、遮挡物的相对边界和覆盖范围,并发送给雷达处理器,实现自动屏蔽遮挡物的杂波。

35、进一步,所述遮挡物对雷达信号的遮蔽度通过叠加竖直范围内的相对角度得到。

36、所述遮挡物的相对边界和覆盖范围通过叠加水平范围内的相对角度得到。

37、本发明的技术效果是毋庸置疑的,本发明通过使用天际线检测算法,将数字电子标定镜采集的图像进行实时处理,分析处理出雷达扫描范围的固定遮挡物轮廓,从而解算遮挡物的遮挡角度、高度和范围。该发明可以实时工作,只需雷达部署到位后,以设定好的工作俯仰角度和1°/s的速度进行360°周扫转动,便可自动计算出360°范围内的遮挡情况,并将数据发送给雷达处理器,从而自动滤除干扰,提升部署效率,更提升遮挡物的精度。

38、本发明在数字电子标定镜中,增加实时智能图像处理模块和天际线分割算法,将图像分割为一定大小的格子,识别出天际线,从而确定遮挡物的高度角和范围。该过程全部自动化完成,在雷达转动过程中就进行了遮蔽角的确认,转动一圈完毕后就得出了360°范围的遮蔽角。

39、本发明通过采取新的天际线识别算法,结合数字电子标定镜,实现雷达扫描过程中自动识别、计算遮蔽角的能力,只需要雷达在部署好后转动一圈,即可实现遮蔽角提取,且遮挡物的影响角度范围精确到了0.1°,不仅大大提升了效率,还提升了遮蔽角精度。


技术特征:

1.一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,包括:多波段成像器、连续变倍成像组件、智能图像处理模块、系统控制电路。

2.根据权利要求1所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述雷达标定镜还包括上位机;

3.根据权利要求1所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述连续变倍成像组件包括变焦组、调焦组;

4.根据权利要求1所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述智能图像处理模块对视频信号进行天际线检测和天际线分割的步骤包括:

5.根据权利要求4所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述根据天际线图像数据集中样本图像的梯度值,得到最优梯度阈值的步骤包括:

6.根据权利要求4所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述利用循环梯度算法检测出天际线的位置坐标的步骤包括:

7.根据权利要求4所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述对检测的天际线的位置坐标进行校正的方法包括中值滤波算法。

8.根据权利要求4所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述提取遮蔽角的步骤如下:

9.根据权利要求8所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,在提取遮蔽角后,计算遮挡物对雷达信号的遮蔽度、遮挡物的相对边界和覆盖范围,并发送给雷达处理器,实现自动屏蔽遮挡物的杂波。

10.根据权利要求9所述的一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,其特征在于,所述遮挡物对雷达信号的遮蔽度通过叠加竖直范围内的相对角度得到;


技术总结
一种自动提取遮蔽角的雷达标定镜,包括:多波段成像器、连续变倍成像组件、智能图像处理模块、系统控制电路;本发明通过使用天际线检测算法,将数字电子标定镜采集的图像进行实时处理,分析处理出雷达扫描范围的固定遮挡物轮廓,从而解算遮挡物的遮挡角度、高度和范围。该发明可以实时工作,只需雷达部署到位后,以设定好的工作俯仰角度和1°/s的速度进行360°周扫转动,便可自动计算出360°范围内的遮挡情况,并将数据发送给雷达处理器,从而自动滤除干扰,提升部署效率,更提升遮挡物的精度。

技术研发人员:骆鑫,王干,刘昌力,刘勇,贺融,李媛媛
受保护的技术使用者:重庆嘉陵华光光电科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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