本发明涉及一种基于图像处理的多功能雷达模拟设备，属于雷达半实物射频仿真技术领域。
背景技术：
雷达模拟器作为一种仿真手段，在雷达研究中起到举足轻重的作用。它能直观模拟，形象化充分体现雷达从布置、信号产生、信号传输、目标模拟、目标检测、航迹跟踪、航迹显示等雷达工作的各个阶段。而目前雷达模拟器教学设备中，很少有一条完整的雷达数据工作链，呈现较多的状况是以雷达工作各阶段为研究对象的单独模块。在呈现雷达效果方面，也只是通过简单的图像显示结果，很难有效地将结果进行真实化。
技术实现要素：
为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于图像处理的多功能雷达模拟设备，能够实现数字化、模块化、现代化的半实物仿真，将结果进行图像化，生动形象的进行反馈。
为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：
一种基于图像处理的多功能雷达模拟设备，其特征是，包括信号模块、控制模块和图像处理模块；所述信号模块均包括依次连接的目标信号模拟器装置、信号发射装置、信号接收装置和天线波束模拟装置；所述控制模块包括依次连接的布置装置、显示装置、信号处理装置及实时控制装置；所述实时控制装置与信号模块通过以太网相连接，所述频综装置通过定时器装置与所述实时控制装置相连接；所述图像处理模块与显示装置相连接。
进一步地，所述布置装置、显示装置、信号处理装置和实时控制装置通过光纤连接；所述信号模块的天线波束模拟装置与所述信号处理装置相连接；所述定时器装置、频综装置和实时控制装置之间均通过信号电缆相连接。
进一步地，所述信号模块设置有两组，包括第一信号模块和第二信号模块；所述第一信号模块包括第一目标模拟器、第一信号发射装置、第一信号接收装置、第一天线波束模拟装置、频综装置和定时器装置；所述第二信号模块包括第二目标模拟器、第二信号发射装置、第二信号接收装置、第二天线波束模拟装置；所述频综装置与第一信号模块、第二信号模块的各装置通过信号电缆相连接；所述第一信号模块和第二信号模块内部各装置分别通过射频电缆相连接；所述第一信号模块和第二信号模块之间通过射频电缆、光纤网络及以太网相连接。
进一步地，所述第一天线波束模拟装置和第二天线波束模拟装置分别通过射频电缆连接至所述信号处理装置；所述信号处理装置通过光纤网络连接所述实时控制装置；所述实时控制装置分别与所述第一信号模块各装置和第二信号模块各装置通过以太网相连接。
进一步地，所述图像处理模块处理图像的步骤为：1)获取显示装置的图片；2)将步骤1)得到的图片渲染到虚拟场景中；3)在渲染管线中，添加渲染控制算法，调用OSG渲染引擎的粒子模拟系统；4)将处理完毕的图片再次反馈给显示装置。
进一步地，所述图像处理模块处理图像的步骤2)中，包括以下步骤：
S1、设置视景矩阵ViewMatrix和投影矩阵ProjectMatrix，获得模型视景投影矩阵值MVP，所用公式为：MVP＝ViewMatrix×ProjectMatrix；
S2、根据所述步骤S1获得的模型视景投影矩阵MVP，建立模型，求得所述纹理图片渲染到虚拟场景中的纹理坐标Coord，所述纹理图片的渲染采用OSG渲染引擎；
S3、根据所述步骤S2获得的纹理坐标Coord将波纹纹理渲染到虚拟场景中。
进一步地，所述模型为：Coord＝mr×MVP×ScaleMatrix×ViewMatrixInverse×gl_ModelViewMatrix×gl_Vertex；其中，ViewMatrixInverse为所述视景矩阵ViewMatrix的逆矩阵；Coord为纹理坐标；gl_ModelViewMatrix为模型视景矩阵，是所述OSG渲染引擎的内置变量；gl_Vertex为模型顶点局部坐标，是所述OSG渲染引擎的内置变量；ScaleMatrix为纹理缩放矩阵，mr为矩阵常量偏移矩阵。
进一步地，所述步骤S3调用OSG渲染引擎的粒子模拟系统，添加扬起的水雾。
本发明所达到的有益效果：本设备能充分展现雷达信号模拟、发射、探测、接收、智能数显的全过程；具备模拟雷达组网、双极化、双多基地等现代体制雷达的功能。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本装置涉及一种基于图像处理的多功能雷达模拟设备，包括信号模块、控制模块和图像处理模块。
信号模块均包括依次连接的目标信号模拟器装置、信号发射装置、信号接收装置和天线波束模拟装置。
控制模块包括依次连接的布置装置、显示装置、信号处理装置及实时控制装置；所述实时控制装置与信号模块通过以太网相连接，所述频综装置通过定时器装置与所述实时控制装置相连接；所述图像处理模块与显示装置相连接。
所述布置装置、显示装置、信号处理装置和实时控制装置通过光纤连接；所述信号模块的天线波束模拟装置与所述信号处理装置相连接；所述定时器装置、频综装置和实时控制装置之间均通过信号电缆相连接。
所述信号模块设置有两组，包括第一信号模块和第二信号模块；所述第一信号模块包括第一目标信号模拟器装置、第一信号发射装置、第一信号接收装置、第一天线波束模拟装置、频综和定时器装置；所述第二信号模块包括第二目标信号模拟器、第二信号发射装置、第二信号接收装置、第二天线波束模拟装置；所述频综装置与第一信号模块、第二信号模块的各装置通过信号电缆相连接；所述第一信号模块和第二信号模块内部各装置分别通过射频电缆相连接；所述第一信号模块和第二信号模块之间通过射频电缆、光纤网络及以太网相连接。
所述第一天线波束模拟装置和第二天线波束模拟装置分别通过射频电缆连接至所述信号处理装置；所述信号处理装置通过光纤网络连接所述实时控制装置；所述实时控制装置分别与所述第一信号模块各装置和第二信号模块各装置通过以太网相连接。
图像处理模块处理图像的步骤为：
1)获取显示装置的图片；
2)将步骤1)得到的图片渲染到虚拟场景中；
3)在渲染管线中，添加渲染控制算法，调用OSG渲染引擎的粒子模拟系统；调用OSG渲染引擎的粒子模拟系统，添加扬起的水雾。
4)将处理完毕的图片再次反馈给显示装置。
步骤2)中，包括以下步骤：
S1、设置视景矩阵ViewMatrix和投影矩阵ProjectMatrix，获得模型视景投影矩阵值MVP，所用公式为：MVP＝ViewMatrix×ProjectMatrix；
S2、根据所述步骤S1获得的模型视景投影矩阵MVP，建立模型，求得所述纹理图片渲染到虚拟场景中的纹理坐标Coord，所述纹理图片的渲染采用OSG渲染引擎；所述模型为：Coord＝mr×MVP×ScaleMatrix×ViewMatrixInverse×gl_ModelViewMatrix×gl_Vertex；其中，ViewMatrixInverse为所述视景矩阵ViewMatrix的逆矩阵；Coord为纹理坐标；gl_ModelViewMatrix为模型视景矩阵，是所述OSG渲染引擎的内置变量；gl_Vertex为模型顶点局部坐标，是所述OSG渲染引擎的内置变量；ScaleMatrix为纹理缩放矩阵，mr为矩阵常量偏移矩阵。S3、根据所述步骤S2获得的纹理坐标Coord将波纹纹理渲染到虚拟场景中。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。