通用微型計算機(jī)雷達(dá)信息顯示軟件的設(shè)計與實現(xiàn)

0基于qp的雷達(dá)信息圖像顯示軟件根據(jù)雷達(dá)信息，它在雷達(dá)中發(fā)揮著重要作用。雷達(dá)探測到目標(biāo)后,通過數(shù)據(jù)處理將信息傳送到終端上,終端將獲取的目標(biāo)信息以有效、直觀的方式呈現(xiàn)給觀察者,同時通過指令精準(zhǔn)地控制雷達(dá)。近年來,隨著微電子技術(shù)和軟件技術(shù)的發(fā)展,人們開始大量采用通用微型計算機(jī)來完成雷達(dá)顯控終端的設(shè)計。本文設(shè)計的雷達(dá)終端的雷達(dá)信息顯示軟件也在通用微型計算機(jī)上實現(xiàn)。鑒于Qt跨平臺以及良好的圖形界面設(shè)計優(yōu)勢,本設(shè)計采用Qt軟件工具包,在windows平臺下實現(xiàn)被動模式下的雷達(dá)信息圖像顯示。被動模式下雷達(dá)獲取的信息主要是脈沖描述字(PDW)統(tǒng)計信息、目標(biāo)信息等。采用Qt的圖形視圖框架下的GraphicsView/Item機(jī)制將該信息繪制到圖元上并實時更新。對于操作界面,可以利用QtDesigner進(jìn)行設(shè)計并利用QtStylesheet進(jìn)行美化。1圖形視圖ghsctorQt的圖形視圖框架提供了一種基于圖像對象的方式來實現(xiàn)model-view的編程模式。這一點很像例程InterView中的輔助類QTableView、QTreeView和QListView。不同的視圖可以顯示一個場景,場景則包含了不同的幾何形狀的對象。圖形視圖(GraphicsView)提供了支持大量自定義的二維圖形對象(Item,譯為“對象”)交互(Interaction)的管理器,以及一個支持縮放和旋轉(zhuǎn)操作的視圖widget用于顯示這些元素。該框架包含了事件(Event,在Windows下可以理解為“消息”)傳播的框架,支持場景管理器中精確的交互能力,以雙精度浮點數(shù)表示對象位置、大小等屬性的變化。圖形元素還能處理鍵盤事件、鼠標(biāo)按下/移動/釋放和雙擊的時間,同時也能跟蹤鼠標(biāo)移動。圖形視圖使用BSP樹(BinarySpacePartitioning,二叉空間分割)提供對圖形對象的快速查找。可以想像,即使是包含數(shù)以百萬計對象的超大場景也能夠進(jìn)行實時顯示。1.1節(jié)點坐標(biāo)系變換QGraphicsScene提供了圖形視圖的場景管理器。場景管理器有如下職責(zé):提供一個用于管理大量對象的快速接口;將事件傳遞到每個對象上;管理對象的狀態(tài);提供未進(jìn)行坐標(biāo)變換的渲染功能,主要用于打印。場景管理器是圖形對象QGraphicsItem的容器。調(diào)用QGraphicsScene::addItem()將對象添加到場景中后,用戶可以通過調(diào)用場景管理器中不同的查找函數(shù)來查找其中的圖形對象。QGraphicsScene::items()函數(shù)及其重載函數(shù)可以返回所有通過點、矩形多邊形或路徑等不同方式選中的所有對象。QGraphicsScene::itemAt()返回在指定點位置上最上面的對象。1.2同一數(shù)據(jù)集不同plaQGraphicsView提供了視圖widget,將場景中的內(nèi)容顯示出來。可以用幾個不同的視圖來觀察同一個場景,從而實現(xiàn)對于同一數(shù)據(jù)集的不同viewport。該Widget同時也是scrollarea,為大場景提供滾動條。如果要啟用OpenGL支持,可調(diào)用QGraphicsView::setViewport。QGLWidget設(shè)置為其viewport。視圖接受鍵盤和鼠標(biāo)消息,并將這些消息轉(zhuǎn)換成場景事件(同時將視圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)換為場景坐標(biāo)),然后將事件發(fā)送給可見視圖。1.3qg關(guān)于圖形對象QGraphicsItem是場景中所有圖形獨享的基類。圖形視圖提供了幾種標(biāo)準(zhǔn)的對象:矩形(QGraphicsRectItem)、橢圓(QGraphicsEllipseItem)和文本對象(QGraphicsTextItem)。但是,QGraphicsItem最強大的功能是支持定制的圖形對象。QGraphicsItem支持如下特征:鼠標(biāo)按下、移動、釋放和雙擊事件,同時還支持鼠標(biāo)懸浮事件、滾輪事件和上下文菜單事件;鍵盤輸入焦點和鍵盤事件;拖放;組合(通過父對象--子對象進(jìn)行組合,或者通過QGraphicsItemGroup組合);碰撞檢測。1.4正常的q了q了生成環(huán)境QtDesigner是一個GUI工具,可以幫助加快Qt程式的開發(fā)速度。利用QtDesigner這種所見即所得的方式來產(chǎn)生Qt程式的GUI介面的程式碼。通過增加一些功能就可以完成一個程式。利用QtDesigner可以非?？旖?、簡便地設(shè)計出顯示界面。對于窗口或者是控件的效果,可以使用stylesheet來進(jìn)行設(shè)計和控制。2主顯示區(qū)和操作功能區(qū)本雷達(dá)的信息顯示主要包括主顯示區(qū)、開窗放大顯示區(qū)、操作控制區(qū)和狀態(tài)信息顯示區(qū),如圖1所示。主顯示區(qū)主要是顯示基于前端處理得到的PDW統(tǒng)計信息量化得到的頻率-方位能量圖以及重點目標(biāo)的信息。開窗放大區(qū)主要是對主顯示區(qū)中的用戶感興趣的方位范圍和頻率范圍進(jìn)行放大,便于用戶獲取該范圍的相關(guān)信息。操作控制區(qū)主要是為用戶控制開窗放大參數(shù)提供良好的人機(jī)接口。狀態(tài)顯示區(qū)主要是顯示當(dāng)前的雷達(dá)工作模式信息以及系統(tǒng)時間等信息。2.1qpain函數(shù)對于PDW頻率分布統(tǒng)計信息顯示,從基類QGraphicsItem繼承生成的一個PDWShownItem類,基于對外接口獲取PDW頻率分布統(tǒng)計信息數(shù)據(jù),將其存儲至開辟的一段內(nèi)存緩沖區(qū)中。PDWShownItem類讀取該內(nèi)存緩沖區(qū),將內(nèi)存緩沖區(qū)的內(nèi)存存儲值基于顏色映射表映射成對應(yīng)的顏色值,同時根據(jù)內(nèi)存緩沖區(qū)的地址相對值映射成為對應(yīng)的頻率和方位,最終生成能量圖。QT提供了底層的繪制類QPainter,繪制出該能量圖像在屏幕上顯示出來。該過程流程如圖2。通過重寫QGraphicsItem::paint函數(shù),在該函數(shù)中調(diào)用繪制函數(shù)類QPainter就能夠在所需要的位置上繪制出需要顯示的頻率-方位能量圖,對于坐標(biāo)軸等也通過此類繪制。圖3中給出了能量圖的生成與顯示的過程。該過程涉及到兩組映射,一是內(nèi)存緩沖區(qū)的圖像數(shù)據(jù)首先通過映射和轉(zhuǎn)換生成一個QImage對象,然后調(diào)用QPainter類對象的drawImage函數(shù)就能在顯示區(qū)域的指定區(qū)域繪制能量圖。該過程關(guān)鍵是通過一定的函數(shù)關(guān)系將內(nèi)存中的數(shù)據(jù)映射到數(shù)值為[0,255]區(qū)間的數(shù)值,然后基于顏色映射表將內(nèi)存的數(shù)值轉(zhuǎn)換成為一幅偽彩色圖像。另外一組映射是將實際的數(shù)據(jù)范圍與顯示的范圍形成一定映射關(guān)系。假定顯示的頻率范圍為[RFMin,RFMax],顯示的方位范圍為[AziMin,AziMax],顯示區(qū)域?qū)挒镾crX,顯示區(qū)域高為ScrY。由于顯示區(qū)域的物理坐標(biāo)是以屏幕的左頂點為原點,向右和向下為正方向。若以顯示區(qū)域的左底點P0(x,y)為原點,顯示區(qū)域?qū)挒榉轿挥成?顯示區(qū)域高為頻率映射。對于實際屬于該頻率與方位的一點(RF1,Azi1),映射到顯示區(qū)域的坐標(biāo)點P1(x1,y1)為通過式(1)、(2)就能夠得到實際的數(shù)值與顯示的值的映射關(guān)系。對于重點目標(biāo)顯示,從基類QGraphicsItem中繼承生成一個類。該類的成員變量用于存儲目標(biāo)的相關(guān)信息,通過重寫QGraphicsItem::paint可以將需要顯示的信息顯示出來。由于目標(biāo)類是需要在頻率-方位能量圖上顯示,需要設(shè)置目標(biāo)類的父類為PDWShownItem。通過QGraphicsItem::setPos函數(shù),基于式(1)和(2),可以將目標(biāo)類在顯示區(qū)域的正確位置上顯示出來。2.2顯示頻率-方位能量圖對于開窗放大顯示,圖4給出了其顯示的一個簡單的過程。其顯示的過程同1.2節(jié)的顯示頻率-方位能量圖類似,區(qū)別在于實際的數(shù)據(jù)范圍的映射是基于輸入的開窗參數(shù)得到的。目標(biāo)類的顯示也與主顯示區(qū)的實現(xiàn)過程一致。2.3狀態(tài)信息顯示區(qū)的信息對于操作控制區(qū)顯示和狀態(tài)信息顯示,采樣的是基本的窗口部件QWidget和QPushButton等。點擊操作控制區(qū)的頻率分布顯示控制,通過QLineEdit::text函數(shù)和QString::toDouble獲取QLineEdit中輸入的放大參數(shù),通過函數(shù)映射將參數(shù)映射到顯示緩沖區(qū)的內(nèi)存區(qū)域,開窗放大顯示獲取對應(yīng)的內(nèi)存區(qū)域值,最終得到頻率-方位能量圖。對于狀態(tài)信息顯示區(qū)的鼠標(biāo)信息,重寫QGraphicsItem::hoverMoveEvent獲取鼠標(biāo)的位置信息。利用Qt特有的信號與槽方式,狀態(tài)信息顯示區(qū)得到鼠標(biāo)的位置信息并顯示。3圖像信息顯示界面在某項目上采用Qt4.7.0進(jìn)