一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法与流程

本发明涉及信号处理，具体涉及一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法。

背景技术：

1、脉冲多普勒雷达信号处理系统具有高浮点计算密度，高并行，算法集中等特点，形成的检测结果，主要包括所检测到的目标是否存在，距离，多普勒速度，目标反射信号强度等信息。形式上可以通过对雷达信号的rd(距离-多普勒)域的图像的判读来形成对目标是否存在以及目标相关信息的提取，rd图是脉冲多普勒雷达信息判读的基础，通常由cfar(恒虚警)算法判读直接得到目标位置，雷达信息处理的结果相当于传输rd图上的一个点或者多个点即目标所在的位置和多普勒速度，强度等信息。由于目标的形式不同就rd图来说展现的目标模式也是多样的，人工观测rd图和后续rd图模式识别也是需要的，同时cfar检测的位置和读图的位置可能不再一处，需要传输，同时也有存储后续再处理的需要。

2、现有对rd图像的压缩和传输通常采用图像的处理的压缩算法，一般是原图像和压缩所用的基函数，也称核函数作相关运算，保存图像和各阶基函数的相关系数，在后续回复时再利用系数和已知各阶基函数相乘在再相加从而恢复原来的图像。基函数的选择可以是正弦，余弦或者小波函数等，以保存图像的低频信息为主要成分对于高频信息适当忽略，保存了图像的主要特征。而rd图像并非传统意义上的图像，一般像素点不是定点数而是浮点数，一般基函数不一定适应rd图像的特征，传统压缩算法保存的部分并非一定是所需要的，压缩的效果对于rd图像来说不一定是后续观测和处理的需要。同时图像压缩算法，即使是其他无损压缩算法其实并非雷达信息处理的必须过程，需要增加新的逻辑或者计算资源来完成运算，一般图像信息压缩的相关运算都比较复杂，不一定有快速低资源算法。可以寻找更适应rd图特征的算法，并与雷达算法融合实现更好的效果。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法解决了对rd图像进行压缩和传输的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，包括以下步骤：

3、s1、获取脉冲多普勒雷达rd数据，并对rd数据进行cfar运算；

4、s2、通过cfar运算结果对脉冲多普勒雷达rd数据进行压缩；

5、s3、传输压缩后的脉冲多普勒雷达rd数据；

6、s4、通过脉冲多普勒雷达rd数据，形成重组的rd图和地图子帧形成的图像。

7、进一步地：所述步骤s1具体为：

8、s11、对脉冲多普勒雷达利用发射电磁脉冲经目标反射后形成若干脉冲串，对每个脉冲进行脉冲压缩运算，完成距离方向的运算；

9、s12、进行多普勒积累处理，通过若干脉冲串进行多普勒脉冲积累，将距离和多普勒积累的数据按二维方式排列，从而形成rd图像；

10、s13、进行cfar运算，检测目标点是否存在，若存在则获取目标点的距离向位置和多普勒速度，否则判断是否需要传输地图子帧。

11、进一步地：所述cfar运算采用ca-cfar算法或者其他算法，如g0-cfar、so-cfarwca算法，cfar运算的目的是给出一个或多个信号点作为目标点，或者认为没有目标，如存在目标则该目标反映的信号点在rd图像上对应的反射能量明显高于周围的点，同时高于噪声，信号点和噪声的比值高于一个预先设置的固定值。

12、进一步地：所述步骤s2具体为：

13、s21、运用cfar运算得到的在rd图中目标的数量，每个目标在rd中的位置，并给定每个目标关联的rd图的范围，形成若干cfar关键子帧；

14、s22、将若干cfar关键子帧放入传输帧中，若传输帧未满则进入步骤s23，若传输帧已满则直接传输；

15、s23、判断是否需要传输地图子帧，若是则进入步骤s24，否则进入步骤s25；

16、s24、提取多普勒速度为0的rd部分图像形成地图子帧，将地图子帧放入传输帧中，若传输帧已放满则直接传输，若传输帧未放满则进入步骤s25；

17、s25、将空闲帧轮流放入传输帧剩余的位置后传输。

18、进一步地：所述空闲帧为rd图像中除去cfar关键子帧和地图子帧的部分。

19、进一步地：所述传输帧由帧头和数据组成，帧头定义了传输包的大小，所包含的cfar关键子桢的数目，各cfar关键子帧的所在rd图的位置，波位信息，cfar关键子帧数据，是否包括地图子帧，地图子帧数据，是否包括空闲子帧位置，空闲子帧位置数据，空闲子帧数据。

20、进一步地：所述步骤s4具体为：通过得到的cfar关键子帧的图像，在cfar关键子帧相应的位置复原rd图像，在没有cfar关键子帧的rd图像处用得到的空闲子帧填充，若没有空闲子帧，则将该rd图像处的图像数据置零，在方位向扫描的地图子帧组合成静态物体反射形成的地图，如果该方位向维度上没有得到地图子帧，则用之代前得到的地图子帧替，如没有之前的地图子帧则将该处的图像数据置零。

21、本发明的有益效果为：本发明利用雷达目标发现的cfar相关算法指示rd图中的关键信息区域，减少非关键信息的传输。同时尽可能的利用传输带宽资源，在关键信息需要传输量小的情况下，传输其他雷达rd图捕获的信息，使带宽资源和rd图信息得到充分利用。本发明可以在基本不损失脉冲多普勒雷达rd图信息的情况下，利用较小的带宽传输rd图所蕴含的主要信息。

技术特征：

1.一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述步骤s1具体为：

3.根据权利要求2所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述cfar运算采用ca-cfar算法或者其他算法，如g0-cfar、so-cfar wca算法，cfar运算的目的是给出一个或多个信号点作为目标点，或者认为没有目标，如存在目标则该目标反映的信号点在rd图像上对应的反射能量明显高于周围的点，同时高于噪声，信号点和噪声的比值高于一个预先设置的固定值。

4.根据权利要求1所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：

5.根据权利要求4所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述空闲帧为rd图像中除去cfar关键子帧和地图子帧的部分。

6.根据权利要求4所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述传输帧由帧头和数据组成，帧头定义了传输包的大小，所包含的cfar关键子桢的数目，各cfar关键子帧的所在rd图的位置，波位信息，cfar关键子帧数据，是否包括地图子帧，地图子帧数据，是否包括空闲子帧位置，空闲子帧位置数据，空闲子帧数据。

7.根据权利要求1所述的脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，其特征在于，所述步骤s4具体为：通过得到的cfar关键子帧的图像，在cfar关键子帧相应的位置复原rd图像，在没有cfar关键子帧的rd图像处用得到的空闲子帧填充，若没有空闲子帧，则将该rd图像处的图像数据置零，在方位向扫描的地图子帧组合成静态物体反射形成的地图，如果该方位向维度上没有得到地图子帧，则用之代前得到的地图子帧替，如没有之前的地图子帧则将该处的图像数据置零。

技术总结
本发明公开了一种脉冲多普勒雷达图像信号压缩和传输的方法，包括以下步骤：S1、获取脉冲多普勒雷达RD数据，并对RD数据进行CFAR运算；S2、利用CFAR运算结果对脉冲多普勒雷达RD数据进行压缩；S3、传输压缩后的脉冲多普勒雷达RD数据；S4、通过脉冲多普勒雷达RD数据，形成重组的RD图和地图子帧形成的图像。本发明可以在基本不损失脉冲多普勒雷达RD图信息的情况下，利用较小的带宽传输RD图所蕴含的主要信息。

技术研发人员：洪成,叶祥龙,尹湘凡,陈佳,李博
受保护的技术使用者：四川九洲电器集团有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15