Visualización de radar: implementación en software y aceleración por hardware

• Autores: Carranza Benitez, Jordan D.; Silva, Cristian A.; Machado, Juan R. U.; Martínez, Diego M.; Galasso, Christian L.; Fernández Pavesi, Nicolás A.; Gomed, Luis E.
• Año de publicación: 2025
• Idioma: español castellano
• Tipo de recurso: documento de conferencia
• Materia: Ciencias Informáticas; ASTERIX CAT240; conversor analógico-digital; GPU; openGL; procesamiento de imágenes; Radar; shaders; tiempo real; ASTERIX CAT240; Radar; OpenGL; image processing; analog-to-digital converter; GPU; shaders; real-time
• Institución: Universidad Nacional de La Plata

Este trabajo presenta un sistema integrado para la visualización de información radar codificada bajo el protocolo ASTERIX CAT240 de Eurocontrol[1], que utiliza un convertidor analógico-digital de 14 bits para la captura y procesamiento de la señal de Video Crudo Radar. El sistema implementado proporciona una solución completa cuyo alcance abarca desde la captura de datos radar hasta su representación visual en tiempo real, utilizando tecnologías modernas como C++ y OpenGL [2]. La arquitectura del software, desarrollada bajo el paradigma de programación orientada a objetos, permite la traducción eficiente de tramas ASTERIX CAT240 a través de un módulo decodificador dedicado en un hilo de CPU. El decodificador extrae información relevante de las tramas de video radar, procesando parámetros de azimut, rango y niveles de intensidad. Adicionalmente, se implementa un algoritmo especializado para la detección y manejo de datos históricos, abordando la problemática del corrimiento inherente al funcionamiento del radar que no cubre todos los grados en cada giro.El componente central de visualización implementa diversos algoritmos de procesamiento de imágenes que operan directamente en la GPU, permitiendo ajustes en tiempo real de brillo, contraste y umbrales. La implementación utiliza shaders GLSL para aplicar transformaciones avanzadas a los datos de intensidad, incluyendo corrección gamma, mapeo logarítmico, funciones sigmoidales y técnicas de histograma adaptativo para la mejora de contraste. El renderizador desarrollado optimiza la representación de grandes volúmenes de datos radar mediante estructuras eficientes de OpenGL como Vertex Buffer Objects.
This work presents an integrated system for the visualization of radar information encoded under the Eurocontrol ASTERIX CAT240 protocol [1], which uses a 14-bit analog-to-digital converter for the capture and processing of the raw radar video signal. The implemented system provides a complete solution ranging from radar data capture to its real-time visual representation, using modern technologies such as C++ and OpenGL [2]. The software architecture, developed under the object-oriented programming paradigm, allows for the efficient translation of ASTERIX CAT240 frames through a dedicated decoder module in a CPU thread. The decoder extracts relevant information from the radar video frames, processing parameters such as azimuth, range, and intensity levels. Additionally, a specialized algorithm is implemented for the detection and handling of historical data, addressing the problem of shifting inherent in radar operation, which does not cover all degrees in each turn.The central visualization component implements various image processing algorithms that operate directly on the GPU, allowing real-time adjustments of brightness, contrast, and thresholds. The implementation uses GLSL shaders to apply advanced transformations to the intensity data, including gamma correction, logarithmic mapping, sigmoidal functions, and adaptive histogram techniques for contrast enhancement. The developed renderer optimizes the representation of large volumes of radar data using efficient OpenGL structures such as Vertex Buffer Objects.
Sociedad Argentina de Informática e Investigación Operativa