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CN108051805A - 一种雷达扫描方法、电子设备和存储介质 - Google Patents

一种雷达扫描方法、电子设备和存储介质 Download PDF

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CN108051805A
CN108051805A CN201711008817.3A CN201711008817A CN108051805A CN 108051805 A CN108051805 A CN 108051805A CN 201711008817 A CN201711008817 A CN 201711008817A CN 108051805 A CN108051805 A CN 108051805A
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China
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scanning
parameter
radar
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CN201711008817.3A
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林光
林辉
吴翘
李家杰
周至凯
谢来阳
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Guangzhou Zhongnan Civil Atc Technology Equipment Engineering Co Ltd
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Guangzhou Zhongnan Civil Atc Technology Equipment Engineering Co Ltd
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种雷达扫描方法、电子设备和存储介质，其中该方法包括：获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段；计算各扫描段的方位参数和俯仰参数；根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数；根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，所述系统控制指令用于控制雷达对所述预设特定面进行扫描。通过将预设特定平面划分为多个扫描段，分别对各扫描段进行扫描，从而可以实现对整个预设特定面的扫描，雷达就可获取所探测区域的目标信息，实现对特定区域的快速扫描探测及显示；可用于雷达对特定平面或曲面区域的探测，例如气象雷达对机场双向下滑面的风场或飞机尾流情况的快速探测。

Description

一种雷达扫描方法、电子设备和存储介质
技术领域
本发明涉及雷达领域，尤其涉及一种雷达扫描方法、电子设备和存储介质。
背景技术
现有雷达主要的扫描方式有平面位置显示(PPI)扫描、距离高度显示(RHI)扫描、体积(VOL)扫描、扇区(sector)扫描等，图1示出了雷达PPI扫描的示意图，VOL扫描是由多个不同仰角的PPI扫描组成的，因此PPI和VOL都是以雷达站为圆心做锥面扫描，扫描方式相对固定，且无法在一个天线旋转周期内对一个或多个特定面进行扫描探测，无法满足用户需求。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种雷达扫描方法，可以对特定的平面或曲面进行扫描探测。
本发明的目的之二在于提供一种电子设备，可以对特定的平面或曲面进行扫描探测。
本发明的目的之三在于提供一种存储介质，存储有计算机程序，可以对特定的平面或曲面进行扫描探测。
本发明的目的之一采用以下技术方案实现：
一种雷达扫描方法，包括以下步骤：
获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段；
计算各扫描段的方位参数和俯仰参数；
根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数；
根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，所述系统控制指令用于控制雷达对所述预设特定面进行扫描。
进一步地，所述根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，具体包括以下步骤：
根据各扫描段的顺序对各扫描段的具体控制参数进行连接编排；
根据连接编排后的各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令。
进一步地，所述获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段，具体包括以下步骤：
获取三维空间绘图界面中的绘制特定面，所述绘制特定面与所述预设特定面相匹配；
提取所述预设特定面的关键参数；
根据所述关键参数将所述预设特定面分割为多个扫描段。
进一步地，所述关键参数包括起始方位、俯仰角度、拐点方位、终点方位、扫描速度参数中的至少一种。
进一步地，所述雷达扫描方法用于机械扫描雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：所述根据所述方位参数、俯仰参数以及机械扫描雷达的天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线参数。
进一步地，所述雷达扫描方法用于电子扫描雷达，所述各扫描段的具体控制参数包括波束控制参数。
进一步地，所述雷达扫描方法用于方位扫描是机械扫描且俯仰扫描是电子扫描的雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数，以及根据所述俯仰参数计算各扫描段的波束控制参数。
进一步地，所述雷达扫描方法用于方位扫描是电子扫描且俯仰扫描是机械扫描的雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数计算各扫描段的波束控制参数，以及根据所述俯仰参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数。
本发明的目的之二采用以下技术方案实现：
一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现上述雷达扫描方法的步骤。
本发明的目的之三采用以下技术方案实现：
一种存储介质，所述介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述雷达扫描方法的步骤。
相比现有技术，本发明的有益效果在于：通过将预设特定平面划分为多个扫描段，分别对各扫描段进行扫描，从而可以实现对整个预设特定面的扫描，因此雷达就可以获取所探测区域的目标信息，实现对特定区域的快速扫描探测及显示。预设特定面可以是平面也可以是曲面；可用于雷达对特定平面或曲面区域的探测，例如气象雷达对机场双向下滑面的风场或飞机尾流情况的快速探测。
附图说明
图1为雷达PPI扫描的示意图；
图2为本发明实施例一的雷达扫描方法的流程示意图；
图3为图2中预设特定面的示意图；
图4为图2中雷达扫描方法用于机械扫描雷达的流程示意图；
图5为图2中雷达扫描方法用于电子扫描雷达的流程示意图；
图6为图2中雷达扫描方法用于方位扫描是机械扫描且俯仰扫描是电子扫描的雷达的流程示意图；
图7为图2中雷达扫描方法用于方位扫描是电子扫描且俯仰扫描是机械扫描的雷达的流程示意图；
图8为本发明实施例二的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
实施例一
如图2为一种雷达扫描方法，包括以下步骤：
步骤S110、获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段。如图3所示，预设特定面可以是平面或曲面。
作为优选的实施方式，步骤S110获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段，具体包括以下步骤：
步骤S111、获取三维空间绘图界面中的绘制特定面，所述绘制特定面与所述预设特定面相匹配。
本发明可以预先通过软件搭建一个三维空间绘图界面，便于操作者在界面中绘制雷达波束所要探测的特定面，还可以在软件中输入绘制特定面的扫描参数，然后就可以根据绘图界面中绘制特定面与雷达天线中心的相对位置，将绘制特定面映射为需要雷达实际扫描的预设特定面。
步骤S112、提取所述预设特定面的关键参数。关键参数包括起始方位、俯仰角度、拐点方位、终点方位、扫描速度参数中的至少一种。
预设特定面可以是平面区域或曲面区域，可以得到预设特定面的起始方位、俯仰角度，拐点方位，终点方位等参数，还可以得到输入的扫描参数如扫描速度参数。根据起始方位、俯仰角度，拐点方位，终点方位等参数可以重构出预设特定面，扫描速度参数则表示了雷达在预设特定面上的扫描速度。
步骤S113、根据所述关键参数将所述预设特定面分割为多个扫描段。
作为优选的实施方式，可以在预设特定面的拐点方位、扫描速度突变方位等处将预设特定面分割，还可以将较大的平面区域或曲面区域分割为小区域，即扫描段。
雷达天线可以依次扫描各扫描段，从而实现了对预设特定面，如平面区域或曲面区域的扫描。
步骤S120、计算各扫描段的方位参数和俯仰参数。
雷达天线要对某扫描段进行扫描，就需要将扫描区域对准扫描段，因此需要计算扫描段相对于雷达天线的方位参数和俯仰参数。方位参数和俯仰参数均可以包括扫描速度、角度等参数。
步骤S130、根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数。
将雷达天线的扫描区域对准扫描段，需要控制雷达天线的扫描区域运动，因此还需要计算各扫描段的具体控制参数，具体控制参数作为控制雷达天线的依据。
步骤S140、根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，所述系统控制指令用于控制雷达对所述预设特定面进行扫描。
根据预设特定面中扫描段的具体控制参数生成雷达天线的控制指令，以控制雷达天线扫描区域运动至相应的扫描段进行扫描，从而得到预设特定面的扫描结果。
作为本发明的进一步改进，步骤S140根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，具体包括以下步骤：
步骤S141、根据各扫描段的顺序对各扫描段的具体控制参数进行连接编排。由于相邻扫描段之间在空间和/或扫描速度上存在差异甚至突变，因此需要对具体控制参数进行调整，以使得雷达天线扫描区域从某扫描段运动至另一扫描段时可以平滑过渡，避免雷达天线动作幅度过大。如果相邻扫描段的具体控制参数之间有明显不同，则可以改变扫描段切换边缘处的具体控制参数，如伺服电机的加速度等，使得两段具体控制参数连续。
步骤S142、根据连接编排后的各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令。
连接编排后的具体控制参数更有利于雷达天线控制系统对系统控制指令的执行，从而提升了了雷达对预设特定面的扫描效果。
本发明提供的雷达扫描方法可以用于机械扫描雷达，如图4所示。步骤S130根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：所述根据所述方位参数、俯仰参数以及机械扫描雷达的天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线参数，所述具体控制参数包括加速度参数和/或刹车速度参数。
首先在三维空间绘图界面中绘制特定面，然后获取特定面的关键参数，如起始方位、俯仰角度，拐点方位，终点方位等，还可以获取雷达天线对特定面扫描的速度要求等；然后就可以依据这些参数将特定面划分为多个扫描段；当然扫描段的划分也可以在绘制特定面时制定。之后通过软件计算出每个扫描段中所需要的方位参数和俯仰参数，如方位和俯仰的扫描速度、角度。之后依据天线伺服驱动器的控制参数，就可以换算出方位伺服驱动器和俯仰伺服驱动器的具体控制参数，如加速度参数和/或刹车速度参数等。之后就可以将具体控制参数转换为方位伺服驱动器和俯仰伺服驱动器的控制指令，即系统控制指令。如前所述，还可以对各扫描段的具体控制参数，包括方位具体控制参数和俯仰具体参数进行连接编排，使得之后对方位伺服驱动器和俯仰伺服驱动器的控制更平滑，切换不会发生抖动。方位伺服驱动器和俯仰伺服驱动器获取到系统控制指令后驱动天线方位驱动电机和天线俯仰驱动电机运动，带动雷达天线做方位、俯仰机械转动扫描特定面，雷达接收机获取相应的信号，目标信息就可以通过平面/侧面投影或三维显示出来。
本发明提供的雷达扫描方法还可以用于电子扫描雷达，如图5所示。步骤S130中各扫描段的具体控制参数包括波束控制参数。
电子扫描雷达与机械扫描雷达的区别在于扫描区域的控制方式是通过控制方位波束、俯仰波束实现的，而机械扫描雷达是通过控制伺服电机带动雷达天线转动实现的。因此用于电子扫描雷达时各扫描段的具体控制参数为波束控制参数，包括方位波束具体控制参数和俯仰波束具体控制参数。各方位波束控制器、俯仰波束控制器就可以根据最后生成的系统控制指令实现雷达天线扫描区域的运动，依次扫描各扫描段，最后得到整个预设特定面的扫描信息。
在另一实施例中，雷达扫描方法还可以用于方位扫描是机械扫描且俯仰扫描是电子扫描的雷达，如图6所示。步骤S130根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数，以及根据所述俯仰参数计算各扫描段的波束控制参数。
另外，如图7所示，雷达扫描方法还可以用于方位扫描是电子扫描且俯仰扫描是机械扫描的雷达。步骤S130根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数计算各扫描段的波束控制参数，以及根据所述俯仰参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数。
以上两种雷达属于机械扫描雷达和电子扫描雷达的结合，方位控制和俯仰控制均可通过伺服驱动或波束控制实现，根据前述对机械扫描雷达和电子扫描雷达的描述，本领域技术人员可以得出机械扫描和电子扫描结合的雷达扫描方法，在此不再赘述。
本发明提供的雷达扫描方法通过将预设特定平面划分为多个扫描段，分别对各扫描段进行扫描，从而可以实现对整个预设特定面的扫描，因此雷达就可以获取所探测区域的目标信息，实现对特定区域的快速扫描探测及显示。预设特定面可以是平面也可以是曲面；可用于雷达对特定平面或曲面区域的探测，例如气象雷达对机场双向下滑面的风场或飞机尾流情况的快速探测。
通过以上的实施方式的描述可知，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法，如：
一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现前述雷达扫描方法的步骤。
本发明可用于众多通用或专用的计算系统环境或配置中。例如：个人计算机、服务器计算机、手持设备或便携式设备、平板型设备、多处理器系统、基于微处理器的系统、机顶盒、可编程的消费电子设备、网络PC、小型计算机、大型计算机、包括以上任何系统或设备的分布式计算环境等等，如实施例二。
实施例二
如图8所示一种电子设备，包括存储器200、处理器300以及存储在存储器200中的程序，所述程序被配置成由处理器300执行，处理器300执行所述程序时实现上述雷达扫描方法的步骤。
本实施例中的装置与前述实施例中的方法是基于同一发明构思下的两个方面，在前面已经对方法实施过程作了详细的描述，所以本领域技术人员可根据前述描述清楚地了解本实施中的系统的结构及实施过程，为了说明书的简洁，在此就不再赘述。
本发明实施例提供的电子设备，可以通过将预设特定平面划分为多个扫描段，分别对各扫描段进行扫描，从而可以实现对整个预设特定面的扫描，因此雷达就可以获取所探测区域的目标信息，实现对特定区域的快速扫描探测及显示。预设特定面可以是平面也可以是曲面；可用于雷达对特定平面或曲面区域的探测，例如气象雷达对机场双向下滑面的风场或飞机尾流情况的快速探测。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种雷达扫描方法，其特征在于，包括以下步骤：
获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段；
计算各扫描段的方位参数和俯仰参数；
根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数；
根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，所述系统控制指令用于控制雷达对所述预设特定面进行扫描。
2.如权利要求1所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述根据各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令，具体包括以下步骤：
根据各扫描段的顺序对各扫描段的具体控制参数进行连接编排；
根据连接编排后的各扫描段的具体控制参数生成系统控制指令。
3.如权利要求1所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述获取预设特定面，所述预设特定面包括多个扫描段，具体包括以下步骤：
获取三维空间绘图界面中的绘制特定面，所述绘制特定面与所述预设特定面相匹配；
提取所述预设特定面的关键参数；
根据所述关键参数将所述预设特定面分割为多个扫描段。
4.如权利要求3所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述关键参数包括起始方位、俯仰角度、拐点方位、终点方位、扫描速度参数中的至少一种。
5.如权利要求1-4中任一项所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述雷达扫描方法用于机械扫描雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：所述根据所述方位参数、俯仰参数以及机械扫描雷达的天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线参数。
6.如权利要求1-4中任一项所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述雷达扫描方法用于电子扫描雷达，所述各扫描段的具体控制参数包括波束控制参数。
7.如权利要求1-4中任一项所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述雷达扫描方法用于方位扫描是机械扫描且俯仰扫描是电子扫描的雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数，以及根据所述俯仰参数计算各扫描段的波束控制参数。
8.如权利要求1-4中任一项所述的雷达扫描方法，其特征在于：所述雷达扫描方法用于方位扫描是电子扫描且俯仰扫描是机械扫描的雷达，所述根据所述方位参数和俯仰参数计算各扫描段的具体控制参数，具体为：根据所述方位参数计算各扫描段的波束控制参数，以及根据所述俯仰参数和天线伺服驱动器的控制参数计算各扫描段的天线驱动参数。
9.一种电子设备，其特征在于：包括存储器、处理器以及存储在存储器中的程序，所述程序被配置成由处理器执行，处理器执行所述程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的雷达扫描方法的步骤。
10.一种存储介质，所述存储介质存储有计算机程序，其特征在于：所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的雷达扫描方法的步骤。
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