ECDIS中雷达信息可视化技术的研究及实现

【摘要】： 随着现代导航信息技术的应用和发展,ECDIS的信息综合处理能力不断加强,使电子海图与雷达图像的叠加显示成为可能和必然,为船舶的导航和避碰提供了安全保障。在电子海图上叠加显示雷达图像,可在航行水域海图信息的基础上提供本船、本船周围的静态目标与动态目标三者之间的位置关系,不仅突出了电子海图系统的信息显示能力,而且提高了雷达的避碰能力,雷达图像与电子海图的实时叠加显示具有实际应用价值。 本文利用计算机强大的数据处理和显示功能,完成了雷达信息的实时采集,实现了电子海图和雷达图像的准确叠加,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显示。 本文研究了雷达图像的成像技术、电子海图的显示及视频叠加技术。分析了雷达图像显示的中关键技术即坐标变换算法,论述电子海图的投影算法。并根据电子海图和雷达图像叠加中存在的主要问题,提出了统一显示方式和相同比例尺的方案,并对电子海图显示中的坐标变换进行了墨卡托修正,提高雷达图像和电子海图叠加显示的匹配精度。设计了雷达信息显示系统,分析了各个模块的功能。软件设计了基于PXI-9820的雷达信号采集系统,软件设计了基于PXI总线的雷达信号采集卡的校正、数据采集和数据存储程序,以及图像显示界面。设计了回波信号的转换电路,实现了雷达信号的实时采集。 最后,在支持多线程和多任务的Windows系统下,利用多线程技术,除主线程外,还设计了数据读取线程和图像显示线程,采用DMA方式实现数据的实时读取。利用DirectDraw技术的多页面显示和翻转功能,通过主页面、离屏页面和缓冲页面的转换,实现了电子海图与雷达图像的快速叠加显示,并进行程序调试,最后给出了仿真效果图。