本发明涉及防撞雷达告警，特别是一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法及装置。
背景技术：
1、随着飞行器在低空飞行的需求，飞行员在执行任务时对周围三维态势感知至关重要。获取四周的三维地形信息通常是通过设备传感器，如毫米波雷达、激光雷达、光学设备等，最常用目标探测设备是毫米波雷达，比较其他传感器毫米波具有穿透性强，受天气影响较小，能实现24小时全天候工作。雷达工作中会受到误差的干扰导致探测信息不准确，需要结合三维地形技术，三维建模技术进行信息融合，以获取高逼真度的目标信息。现有毫米波防撞雷达技术，主要通过毫米波雷达对探测的三维地形与障碍物目标进行直接显示，缺乏多源信息的融合，毫米波防撞雷达技术三维显示存在精度低，误差高等缺点；采用传统的图形引擎绘制技术，在三维地形与目标障碍物还原显示粗糙，显示效果差。
技术实现思路
1、鉴于此，本发明提供一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法及装置。
2、本发明公开了一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其包括：
3、步骤1：飞机搭载雷达和导航设备，通过雷达获取雷达坐标系下障碍物目标信息和三维地形信息；同时通过导航设备同步获取雷达坐标系下飞机的当前空间位置信息和导航设备状态反馈信息；
4、步骤2：通过导航设备获取的当前飞机空间位置信息，将雷达坐标系下的障碍物目标信息和三维地形信息统一转换到统一坐标系下；
5、步骤3：根据导航设备状态反馈信息，对当前导航设备数据是否有效进行判断，得到新的三维地形信息，基于新的三维地形信息，实现障碍物模型在场景空间的绘制。
6、进一步地，所述步骤1包括：
7、雷达探测目标得到障碍物目标信息和三维地形信息，将三维地形信息存储在数组m(m1m2m3…mn)，mn为三维地形中第n个点的坐标信息，坐标信息包括经度、纬度和高度；障碍物目标信息为t(t1t2t3…，tn，)，tn为探测到的第n个孤立障碍物信息，孤立障碍物信息包括孤立障碍物的中心点信息、半径长度、高度和宽度；
8、同一时刻，导航设备产生飞机的当前空间位置信息和导航设备状态反馈信息；空间位置信息包括经度、纬度和高度；导航设备状态反馈信息包括有效和无效。
9、进一步地，所述步骤2包括：
10、通过导航设备产生的当前飞机空间位置信息对雷达生成的三维地形信息m(m1m2m3…mn)和障碍物目标信息t(t1t2t3…tn，)进行坐标转换，将三维地形信息和障碍物目标信息从雷达坐标系转换为地理坐标系，获得地理坐标系下的三维地形信息m′(m′1m′2m′3…m′n)，获得地理坐标系下的障碍物目标信息t′(t′1t′2t′3…t′n)；m′n为地理坐标系下的三维地形中第n个点的坐标信息，t′n为地理坐标系下探测到的第n个孤立障碍物信息。
11、进一步地，所述步骤3包括：
12、步骤31：根据导航设备状态反馈信息，对当前导航设备数据是否有效进行判断，如果当前导航设备有效，则设置状态标志位为e，否则设置状态标志位为v；e表示有效，v表示无效；
13、步骤32：根据状态标志位，对新的三维地形信息和障碍物目标信息进行显示控制。
14、进一步地，所述步骤32包括：
15、步骤321：获取当前状态标志位，当状态标志位为e时，根据导航设备提供的当前飞机空间位置信息从地形数据库获取当前空间位置的三维地形信息m″(m″1m″2m″3…m″n)；将雷达探测的三维地形信息m′(m′1m′2m′3…m′n)和三维地形信息m″(m″1m″2m″3…m″n)进行融合，得到三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)，并将新的三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)存放至三维地形缓存池buff1；m″n为地形数据库存储的三维地形中第n个点的坐标信息，m″′n为融合后的三维地形中第n个点的坐标信息；当状态标志位为v时，仅使用雷达探测的三维地形信息m′(m′1m′2m′3…m′n)作为地形还原显示数据，将地理坐标系下的m′(m′1m′2m′3…m′n)转换成载机坐标系下的三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)，并将m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)存放至三维地形缓冲池buff2；m″′n为载机坐标系下的三维地形中第n个点的坐标信息；
16、步骤322：根据三维地形缓存池buff1或三维地形缓存池buuf2存储的三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)以及障碍物目标信息，获取障碍物在场景绘制中的空间位置p，根据空间位置p进行场景绘制。
17、进一步地，所述步骤322包括：
18、将三维地形缓存池buff1或三维地形缓存池buuf2存储的三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)，存放至地形绘制缓冲池buff；根据状态标志位，将障碍物目标信息与m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)进行地理位置求交计算，获取障碍物在场景绘制中的空间位置p，根据空间位置p进行场景绘制。
19、进一步地，所述根据状态标志位，将障碍物目标信息与m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)进行地理位置求交计算，获取障碍物在场景绘制中的空间位置p，包括：
20、若状态标志位为e，则将地理坐标系下的障碍物目标信息t′(t′1t′2t′3…t′n)重新保存为t″(t″1t″2t″3…t″n)；若状态标志位为v，则将障碍物目标信息t′(t′1t′2t′3…t′n)从地理坐标系转换为载机坐标系下的t″(t″1t″2t″3…t″n)；取出地形绘制缓存池buff中三维地形信息m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)地形数据与障碍物信息t″(t″1t″2t″3…t″n)进行地理位置求交计算，获取障碍物在场景绘制中的空间位置p。
21、进一步地，所述根据空间位置p进行场景绘制，包括：
22、根据空间位置p以及导航设备获取的飞机空间位置信息，计算障碍物缩放比值，最后将m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)地形信息进行场景绘制，根据障碍物缩放比值scale对障碍物模型进行实时建模，获得障碍物模型，最后根据空间位置p，实现障碍物模型在场景空间的绘制。
23、进一步地，所述根据空间位置p以及导航设备获取的飞机空间位置信息，计算障碍物缩放比值，包括：
24、根据导航设备获取的飞机空间位置信息，获取场景观察位置camera，通过障碍物在场景中的空间位置p与观察位置camera对当前障碍物尺寸进行计算，求得当前障碍物的缩放比值scale。
25、本发明还公开了一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制装置，用于实现上述任一项所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其包括：
26、第一数据处理单元，用于飞机搭载雷达和导航设备，通过雷达获取雷达坐标系下障碍物目标信息和三维地形信息；同时通过导航设备同步获取雷达坐标系下飞机的当前空间位置信息和导航设备状态反馈信息；
27、第二数据处理单元，用于通过导航设备获取的当前飞机空间位置信息，将雷达坐标系下的障碍物目标信息和三维地形信息统一转换到统一坐标系下；
28、显示控制单元，用于根据导航设备状态反馈信息，对当前导航设备数据是否有效进行判断，得到新的三维地形信息，基于新的三维地形信息，实现障碍物模型在场景空间的绘制。
29、由于采用了上述技术方案，本发明具有如下的优点：
30、1.本发明主要是采用毫米波雷达技术、三维地形技术、三维建模技术和状态控制技术、图形引擎技术相结合，解决雷达探测精度和显示感知效果问题，通过状态控制同时保障导航设备故障时，仍能实现防撞告警功能，实现全天候工作状态，提高直升机飞行任务的工作效率和安全性，在民用和军用领域都具有很广的应用前景。
31、2.解决传统雷达探测精度和显示感知效果问题，通过三维融合技术实现高精度的三维地形和障碍物还原；
32、3.通过状态控制同时保障导航设备故障时，仍能实现载机坐标系下的三维地形与障碍物还原绘制，实现全天候工作状态，提高直升机飞行任务的工作效率和安全性；
33、4.设计地形缓存技术提高了绘制效率，根据场景采用实时建模技术飞行员三维感知效果。
1.一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求2所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求3所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求4所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述步骤32包括：
6.根据权利要求5所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述步骤322包括：
7.根据权利要求6所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述根据状态标志位，将障碍物目标信息与m″′(m″′1m″′2m″′3…m″′n)进行地理位置求交计算，获取障碍物在场景绘制中的空间位置p，包括：
8.根据权利要求7所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述根据空间位置p进行场景绘制，包括：
9.根据权利要求6所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，所述根据空间位置p以及导航设备获取的飞机空间位置信息，计算障碍物缩放比值，包括：
10.一种基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制装置，用于实现权利要求1至9任一项所述的基于防撞雷达视景融合与障碍物显示控制方法，其特征在于，包括：
