基于DSP的雷达目标模型化处理

摘要

在航海雷达和船舶交管雷达系统中，雷达视频信号处理是一个重要的组成部分。超大规模集成电路技术的发展，特别是高性能数字信号处理器(DSP)架构的提升和大规模可编程逻辑器件的出现，为雷达信号的数字化处理带来了新的突破。针对上述背景，本文研究了基于DSP的雷达目标模型化处理。 雷达目标模型化是提取目标的轮廓和重心等特征参数，进而通过模型匹配对目标回波进行判别处理的过程。目标的模型化把基于像素的图像表达转化为基于矢量的数据表达。不仅实现了数据压缩，也使得雷达目标信息的传输、存储、显示和管理更加便捷，增强了计算机网络环境下雷达的使用效能，基于模型的目标检测也有利于提高雷达的探测性能。雷达目标模型化系统主要有三个关键部分：目标轮廓提取、目标轮廓特征提取、模型匹配。本文重点对这三部分进行了探讨研究与仿真试验。 首先，本文在分析研究了雷达图像特性及轮廓提取经典算法的基础上，提出了滑窗检测与邻域检测结合的轮廓提取方法。仿真结果表明该算法不但准确的提取了目标的轮廓，而且满足了系统实时性的要求。在得到目标轮廓的基础上进一步研究了目标轮廓特征。针对雷达图像的特点，按照可区分性、稳定性、数据量少等原则，本文提取了目标的几何特征，并通过仿真试验对他们进行了分析研究。 其次，对目标模型化的匹配方法进行了分析研究，确定了采用基于轮廓的雷达目标模型化方法。通过对试验结果进行分析，验证了算法的准确性、有效性。 最后，分析了系统的软硬件平台，重点研究了系统的软件设计及优化处理。算法试验结果证明：基于DSP的雷达目标模型化处理算法满足系统实时性的要求。

目录

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声明

第1章绪论

1.1研究背景及意义

1.2目标模型化技术国内外发展现状

1.3 DSP的发展与应用

1.4 DSP在雷达信号处理中的应用及关键技术

1.5论文的组织结构

第2章雷达目标模型化系统的总体设计

2.1雷达目标模型化系统的基本功能

2.2基于DSP的雷达目标模型化系统的总体设计

2.3系统实现的几个关键问题

2.3.1目标轮廓提取

2.3.2目标轮廓特征提取

2.3.3模型匹配的实现

2.4系统的性能要求

第3章雷达目标轮廓特征的提取

3.1一些经典的边缘检测算子

3.1.1差分边缘检测

3.1.2 Roberts算子

3.1.3 Sobel算子

3.2滑窗检测与邻域检测结合的边缘检测算法

3.2.1邻域检测

3.2.2滑窗检测与邻域检测结合的边缘提取算法

3.2.3目标轮廓提取实验结果分析

3.3目标几何形状特征的提取

3.3.1目标重心

3.3.2尺寸特征

3.3.3形状特征

3.4目标特征模型库的建立

3.5目标几何特征提取试验结果分析

第4章雷达目标的模型匹配

4.1基于轮廓的雷达目标模型化方法

4.2基于VC显示平台的目标模型化结果分析

4.2.1目标模型化后的参数描述形式及匹配结果

4.2.2基于VC显示平台的目标模型化结果分析

第5章基于DSP的目标模型化系统的实现

5.1系统硬件

5.1.1 SD7541A数字信号处理板

5.1.2系统核心DSP(TMS320C6416)

5.2系统通信机制设计

5.2.1 DSP与FPGA的通信设计

5.2.2 DSP与PC机的通信设计

5.2.3系统数据存储与传输设计

5.3系统软件设计与实现

5.3.1 DSP集成开发环境CCS

5.3.2系统总体结构

5.3.3基于DSP／BIOS的软件程序设计

5.4代码剖析与优化

5.4.1代码剖析

5.4.2代码优化

5.4.3优化结果分析

第6章结论

参考文献

致 谢

研究生履历