本發(fā)明涉及機(jī)載雷達(dá)圖像處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

機(jī)載雷達(dá)的顯示效果直接影響飛行員對雷達(dá)的操控，雷達(dá)是否簡單易用，很大方面取決于顯示效果。由于機(jī)載雷達(dá)技術(shù)的發(fā)展和市場的需求變化，市場對機(jī)載雷達(dá)用戶體驗和操作便利性提出了越來越高的要求，這也對雷達(dá)顯示技術(shù)有了更高的要求。

目前3d顯示技術(shù)已經(jīng)在影視、游戲、建模仿真等領(lǐng)域有了廣泛應(yīng)用和長足發(fā)展，然而這些3d顯示技術(shù)的使用都是基于pc機(jī)或者服務(wù)器，嵌入式3d技術(shù)也多在消費類電子產(chǎn)品中使用，在機(jī)載雷達(dá)領(lǐng)域3d顯示技術(shù)還未有成熟應(yīng)用。消費類民用產(chǎn)品所用3d顯示技術(shù)往往環(huán)境適應(yīng)性差，無法滿足航空或者工業(yè)控制領(lǐng)域的惡劣環(huán)境，同時一部分技術(shù)為軟件3d加速技術(shù)，效率比較低所需硬件資源多。

現(xiàn)有3d顯示技術(shù)相對機(jī)載雷達(dá)顯示技術(shù)存在以下缺點：

1)基于消費電子，環(huán)境適應(yīng)性差，難以滿足惡劣工作環(huán)境；

2)平臺使用windows或者linux操作系統(tǒng)，無法滿足安全性要求；

3)很多3d顯示技術(shù)使用軟件3d加速，效率低對資源要求高。

現(xiàn)有機(jī)載雷達(dá)顯示技術(shù)存在以下不足：

1)使用2d圖形和參數(shù)顯示結(jié)合，不具備3d顯示功能；

2)無操作系統(tǒng)或使用vxworks操作系統(tǒng)，成本高不便于民用推廣；

3)不具備3d硬件加速功能，高清3d圖形顯示會出現(xiàn)卡頓現(xiàn)象。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了解決上述問題，本發(fā)明提供了一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法及系統(tǒng)。主要解決如下問題：

1)針對機(jī)載復(fù)雜惡劣環(huán)境，需要進(jìn)行相應(yīng)特殊處理與設(shè)計；

2)需要使用vxworks操作系統(tǒng)確保安全性，同時需要進(jìn)行嵌入式linux操作系統(tǒng)上的實現(xiàn)，便于往民用方面推廣；

3)需要選用帶有3d硬件加速引擎的視頻圖像顯示芯片，提高處理效率降低資源占用率；

4)需要提高電路板集成度，減小體積、降低功耗以滿足機(jī)載需要。

本發(fā)明首先提供了一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法，包括以下步驟：

步驟一、選取并配置模塊中dm8168處理器所使用的操作系統(tǒng)；

步驟二、將機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)傳輸給dm8168；

步驟三、對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，包括將命令數(shù)據(jù)發(fā)送至dm8168的arm核進(jìn)行處理，將雷達(dá)信號處理源數(shù)據(jù)發(fā)送給dm8168的dsp核進(jìn)行處理；

步驟四、命令數(shù)據(jù)若為顯示控制命令則交由應(yīng)用程序進(jìn)行處理，命令數(shù)據(jù)為軟件升級命令則通過千兆網(wǎng)交換機(jī)連接至上位機(jī)網(wǎng)口進(jìn)行程序的更新與升級；

步驟五、dm8168的dsp核對雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理，并將運算結(jié)果發(fā)送給dm8168的arm核；

步驟六、dm8168的arm核對dsp核傳回數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像繪制，通過硬件圖形加速形成圖像和視頻數(shù)據(jù)；

步驟七、對所述圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并通過視頻接口傳輸?shù)斤@示器。

優(yōu)選的是，在步驟一中，操作系統(tǒng)包括vxworks操作系統(tǒng)或嵌入式linux操作系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)上移植有3d編程語言函數(shù)庫，所述3d編程語言函數(shù)庫包括opengles2.0。

優(yōu)選的是，將機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)通過2xpcie傳輸給dm8168。

優(yōu)選的是，在步驟三中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析由dm8168的arm核搭載的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)。

優(yōu)選的是，在步驟三中，將雷達(dá)信號處理源數(shù)據(jù)通過syslinksoc核間通信技術(shù)發(fā)送給dm8168的dsp核進(jìn)行處理。

優(yōu)選的是，在步驟五中，雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理后的運算結(jié)果通過syslinksoc核間通信技術(shù)發(fā)送給arm核。

優(yōu)選的是，在步驟六中，dm8168的arm核對dsp核傳回數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像繪制之后，通過sgx5303d圖形加速引擎與高清視頻處理子系統(tǒng)hdvpss進(jìn)行圖像處理硬件加速。

優(yōu)選的是，在步驟七中，對所述圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換包括通過hdvicp2來實現(xiàn)。

優(yōu)選的是，在步驟七中，所述視頻接口包括dvi、vga或hdmi。

與上述方法相對應(yīng)，本發(fā)明還提供了一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示系統(tǒng)，包括：

機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊，用于整個雷達(dá)處理機(jī)的控制和數(shù)據(jù)處理；

pcie交換機(jī)，建立所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊與dm8168處理器之間的pcie接口連接；

dm8168處理器，包括：

arm核，搭載操作系統(tǒng)與3d編程語言函數(shù)庫，用于對所述機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，對控制命令進(jìn)行處理，對所述系統(tǒng)進(jìn)行更新與升級，通過應(yīng)用程序進(jìn)行圖像繪制，對dm8168外部通信接口進(jìn)行控制以及對dm8168系統(tǒng)資源進(jìn)行分配；

dsp核，用于對雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理；

sgx5303d圖形加速引擎與高清視頻處理子系統(tǒng)hdvpss，用于3d圖像處理的硬件加速；

視頻格式轉(zhuǎn)換器hdvicp2，用于圖像和視頻數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換；

千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，建立所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊與dm8168處理器以及上位機(jī)之間的千兆網(wǎng)接口連接，用于對所述dm8168的系統(tǒng)調(diào)試與程序升級；

顯示器，用于視頻顯示。

本發(fā)明具有如下優(yōu)點：

1、具備3d硬件圖形加速引擎，圖形加速效率更高，圖像輸出穩(wěn)定性高，公共資源占用率低；

2、高速接口全交換技術(shù)，使用交換機(jī)進(jìn)行板內(nèi)和板間高速接口數(shù)據(jù)交換，提高板卡集成度，減小板卡尺寸，簡化網(wǎng)絡(luò)布局，可動態(tài)進(jìn)行通信拓?fù)渑渲茫岣咄ㄐ沤涌谂渲渺`活性；

3、dm8168處理器中arm核與dsp核配合使用，既有實時操作系統(tǒng)進(jìn)行資源和任務(wù)分配，又有高性能dsp做專門數(shù)據(jù)計算，使得模塊集成度和性能較高；

4、既有vxworks操作系統(tǒng)版本也有l(wèi)inux版本，緊扣軍民兩用主題，既確保軍用安全性，又可降低成本進(jìn)行民用推廣；

5、板卡集成度高，功耗低，環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)，滿足機(jī)載航空電子設(shè)備要求。

該嵌入式3d視頻圖像顯示模塊在多型飛機(jī)雷達(dá)無線電導(dǎo)航系統(tǒng)和氣象預(yù)測系統(tǒng)中使用過程中，相關(guān)技術(shù)指標(biāo)已經(jīng)達(dá)到預(yù)期效果。

基于其功能強(qiáng)、體積小、重量輕、功耗低、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等特點，特別適合在機(jī)載雷達(dá)無線電導(dǎo)航、遙感測繪、氣象預(yù)報等多個軍民兩用領(lǐng)域推廣使用，同時可在航天遙感領(lǐng)域使用。由于“工業(yè)4.0”的到來，工業(yè)控制設(shè)備越來越智能，對人機(jī)交互界面要求也來越高，該發(fā)明在智能工業(yè)控制設(shè)備的使用可以讓生產(chǎn)現(xiàn)場或機(jī)器內(nèi)部工作情況更形象直觀的展現(xiàn)在操作人員面前，使其對生產(chǎn)細(xì)節(jié)更清楚的掌握，更利于操作和控制。

附圖說明

圖1為本發(fā)明機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法及系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的方法流程圖。

圖2為本發(fā)明機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法及系統(tǒng)的一優(yōu)選實施例的系統(tǒng)架構(gòu)圖。

具體實施例

為使本發(fā)明實施的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行更加詳細(xì)的描述。在附圖中，自始至終相同或類似的標(biāo)號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。

本發(fā)明首先提供了一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示方法，如圖1所示，包括以下步驟：

步驟一、選取并配置模塊中dm8168處理器所使用的操作系統(tǒng)；

步驟二、將機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)傳輸給dm8168；

步驟三、對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，包括將命令數(shù)據(jù)發(fā)送至dm8168的arm核進(jìn)行處理，將雷達(dá)信號處理源數(shù)據(jù)發(fā)送給dm8168的dsp核進(jìn)行處理；

步驟四、命令數(shù)據(jù)若為顯示控制命令則交由應(yīng)用程序進(jìn)行處理，命令數(shù)據(jù)為軟件升級命令則通過千兆網(wǎng)交換機(jī)連接至上位機(jī)網(wǎng)口進(jìn)行程序的更新與升級；

步驟五、dm8168的dsp核對雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理，并將運算結(jié)果發(fā)送給dm8168的arm核；

步驟六、dm8168的arm核對dsp核傳回數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像繪制，通過硬件圖形加速形成圖像和視頻數(shù)據(jù)；

步驟七、對所述圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，并通過視頻接口傳輸?shù)斤@示器。

本實施例中，操作系統(tǒng)包括vxworks操作系統(tǒng)或嵌入式linux操作系統(tǒng)，所述操作系統(tǒng)上移植有3d編程語言函數(shù)庫，所述3d編程語言函數(shù)庫例如可以是opengles2.0。

如圖2所示，pcle交換機(jī)與dm8168通過2x的pcle連接，機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊處理后的數(shù)據(jù)可以通過2xpcie傳輸給dm8168。

本實施例中，在步驟三中，對數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析由dm8168的arm核搭載的操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)，將雷達(dá)信號處理源數(shù)據(jù)通過syslinksoc核間通信技術(shù)發(fā)送給dm8168的dsp核進(jìn)行處理。

本實施例中，在步驟五中，雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理后的運算結(jié)果通過syslinksoc核間通信技術(shù)發(fā)送給arm核。

本實施例在步驟六中，dm8168的arm核對dsp核傳回數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像繪制之后，通過sgx5303d圖形加速引擎與高清視頻處理子系統(tǒng)hdvpss進(jìn)行圖像處理硬件加速。

本實施例在步驟七中，對所述圖像和視頻數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換包括通過hdvicp2來實現(xiàn)。

本實施例在步驟七中，所述視頻接口包括dvi、vga或hdmi。

本發(fā)明另一方面提供了一種機(jī)載雷達(dá)嵌入式3d視頻圖像顯示系統(tǒng)，如圖2所示，具體包括：

機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊，用于整個雷達(dá)處理機(jī)的控制和數(shù)據(jù)處理；

pcie交換機(jī)，建立所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊與dm8168處理器之間的pcie接口連接；

dm8168處理器，包括：

arm核，搭載操作系統(tǒng)與3d編程語言函數(shù)庫，用于對所述機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊發(fā)送來的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷和分析，對控制命令進(jìn)行處理，對所述系統(tǒng)進(jìn)行更新與升級，通過應(yīng)用程序進(jìn)行圖像繪制，對dm8168外部通信接口進(jìn)行控制以及對dm8168系統(tǒng)資源進(jìn)行分配；

dsp核，用于對雷達(dá)信號處理數(shù)據(jù)解算和處理；

sgx5303d圖形加速引擎與高清視頻處理子系統(tǒng)hdvpss，用于3d圖像處理的硬件加速。這些圖形加速器支持多個3d圖形開發(fā)編程語言，包括direct3d，opengles1.0/2.0，openvg1.1，openmax；

視頻格式轉(zhuǎn)換器hdvicp2，用于圖像和視頻數(shù)據(jù)的格式轉(zhuǎn)換；

千兆網(wǎng)絡(luò)交換機(jī)，建立所述雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊與dm8168處理器以及上位機(jī)之間的千兆網(wǎng)接口連接，用于對所述dm8168的系統(tǒng)調(diào)試與程序升級；

顯示器，用于視頻顯示。

需要說明的是，經(jīng)過充分的調(diào)研和全方位的考量，該機(jī)載3d視頻圖像顯示方法選用tms320dm8168圖形顯示處理器作為3d視頻圖像顯示模塊核心器件，外接2g高速ddr3作為內(nèi)存，使用128mbflash作為非易失存儲器，通過2xpcie連接pcie交換機(jī)與機(jī)載雷達(dá)數(shù)據(jù)處理模塊進(jìn)行高速數(shù)據(jù)通信，通過本地總線連接fpga邏輯器件進(jìn)行接口拓展與控制，通過千兆網(wǎng)交換機(jī)可通過動態(tài)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渑渲眠M(jìn)行調(diào)試與通信，外部視頻接口有1路dvi和1路vga，后期可拓展sata、usb、spi等多個接口。其中，tms320dm8168主要模塊如下：

1個cortexa8arm核1.35ghz；

1個c674xvliwdsp核1.125ghz，6個alu，2個乘法器；

3個hdvicp2可編程高清視頻圖像協(xié)處理器引擎；

sgx5302d/3d圖形加速引擎；

hdvpss高清視頻處理子系統(tǒng)，支持crt、hdmi、dvi、vga等視頻傳輸接口；

豐富的高速與低速外部接口。

arm核上運行嵌入式實時操作系統(tǒng)進(jìn)行3d圖形加速器的調(diào)用并對視頻輸出接口進(jìn)行控制，使用dsp進(jìn)行高數(shù)據(jù)量的運算，從而充分利用各項資源。

該嵌入式3d視頻圖像顯示模塊所用技術(shù)包含如下內(nèi)容：

1)3d圖形硬件加速技術(shù)，使用3d圖形加速引擎，進(jìn)行高復(fù)雜度3d圖形與視頻數(shù)據(jù)處理，大大提高處理效率；

2)syslinksoc核間通信技術(shù)，dm8168多核之間通過syslink核間通信技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換和資源共享，提高資源分配合理性和核間通信效率；

3)vxworks和linux操作系統(tǒng)裁剪與移植技術(shù)；

4)基于vxworks和linux操作系統(tǒng)的驅(qū)動開發(fā)技術(shù)，基于兩種操作系統(tǒng)進(jìn)行3d加速引擎和接口驅(qū)動設(shè)計，并進(jìn)行opengles三維圖形編程語言庫的移植；

5)高速接口全交換技術(shù)，使用交換機(jī)進(jìn)行板內(nèi)和板間高速接口數(shù)據(jù)交換，提高板卡集成度，減小板卡尺寸，簡化網(wǎng)絡(luò)布局，可動態(tài)進(jìn)行通信拓?fù)渑渲?，提高通信接口配置靈活性。

最后需要指出的是：以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對其限制。盡管參照前述實施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實施例技術(shù)方案的精神和范圍。