基于X86平台的雷达数据处理技术研究

发布时间：2020-03-23 11:52

【摘要】：随着中央处理器(CPU)硬件技术的发展,计算机并行处理能力不断提升,促使雷达系统朝着高精度、大数据量的方向发展。依托计算机强大的计算能力,在能够满足高精度与实时性的情况下。基于X86平台的雷达终端系统已经逐步整合了雷达信号处理与数据处理过程。且基于X86平台的应用还具有移植性好与方便维护的优点。本文针对某雷达系统的要求,采用X86架构的服务器以及数据采集卡,设计雷达信号处理、数据处理和终端显示软件,利用实测数据对本文的设计进行实验验证。主要工作有:(1)在雷达信号处理模块中,本文细致分析了模块内各个算法的步骤。并通过内存拷贝的方法优化了脉冲压缩、动目标显示(MTI)和动目标检测(MTD)等算法在X86平台服务器上的数据矩阵搬移问题。同时根据恒虚警算法的滑窗结构,复用循环变量,优化其运算量。并通过FFTW(快速傅里叶变换工具包)提高快速傅里叶变换的运行效率。最后对整个雷达信号处理模块应用OpenMP(Open Multi-Processing)并行化方法,极大的提高了算法的运行效率,降低了整个子系统近10倍的运行时间。本文应用上述技术使整个处理过程达到了系统实时性要求。(2)针对目标检测点迹的凝聚问题,本文采用了一种基于密度聚类(DBSCAN)的点迹凝聚方法。该方法通过改变聚类算法DBSCAN的相关参数以及小部分算法流程,适应雷达环境,可以快速高效的完成雷达点迹凝聚。特别是对复杂形状或大型目标具有比较好的凝聚效果。(3)在雷达数据处理模块中,本文首先分析了目标的运动模型,然后对目标跟踪滤波和数据关联两个主要技术的几种经典算法进行了对比实验分析,并应用到实际场景中。最后通过计分准则来管理航迹,实现了航迹起始,维持与消亡的航迹质量管理算法。整个模块保证了航迹有效稳定的显示。(4)在雷达终端显示界面设计中,本文设计了简单的雷达显示界面、控制系统与目标信息列表,最后通过联合调试,完成整个系统软件设计。在实测试验中,整套系统能够准确地检测、跟踪目标,且能稳定显示航迹,验证了本文算法和软件设计的正确性。
【图文】：

图数据采集子系统组成原理框图与实物图14b)数据采集卡实物
【学位授予单位】：西安电子科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN957.51

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本文编号：2596683