真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统技术方案

本发明专利技术提供了一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统，应用于SAR系统和仿真系统，包括：获取目标场景的场景图像、目标场景的场景SAR数据和至少一个待仿真目标的目标SAR数据；目标场景为至少一个待仿真目标所在场景；基于场景SAR数据，确定目标场景的第一地理位置信息；基于目标SAR数据，生成至少一个待仿真目标的至少一个SAR仿真图像；获取至少一个待仿真目标的第二地理位置信息；基于第一地理位置信息和第二地理位置信息，将至少一个SAR仿真图像融合到场景图像中，得到目标图像。本发明专利技术缓解了现有技术中存在的计算模型较复杂、计算时间较长的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统
本专利技术涉及微波遥感仿真与图像处理
，尤其是涉及一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统。
技术介绍
空基或天基合成孔径雷达（SyntheticApertureRadar，SAR）设备能够全天时、全天候进行遥感、探测和监视场景及目标，在军用和民用领域有广泛应用。SAR成像仿真能用于系统设计、装备研制、论证评估以及模拟训练等多种场合。目标或场景的仿真逼真度与计算的实时性一直以来都是计算和仿真领域的一对矛盾。目前现有技术中的SAR成像的仿真方法，主要用于解决装备研制阶段的仿真验证与评估问题，无论针对目标的SAR成像仿真还是复杂场景的仿真，均存在计算模型较复杂、计算时间较长的技术问题，不适合模拟训练、战法仿真推演等实时性要求高的场合。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统，以缓解现有技术中存在的计算模型较复杂、计算时间较长的技术问题。第一方面，本专利技术实施例提供了一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法，应用于SAR系统和仿真系统，包括：获取目标场景的场景图像、所述目标场景的场景SAR数据和至少一个待仿真目标的目标SAR数据；所述目标场景为所述至少一个待仿真目标所在场景；基于所述场景SAR数据，确定所述目标场景的第一地理位置信息；基于所述目标SAR数据，生成所述至少一个待仿真目标的至少一个SAR仿真图像；获取所述至少一个待仿真目标的第二地理位置信息；基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像。进一步地，基于所述目标SAR数据，生成所述待仿真目标的SAR仿真图像，包括：对所述SAR系统的参数进行初始化操作；所述参数包括以下至少之一：工作模式，工作波段，极化方式，成像分辨率；获取所述待仿真目标的三维模型；获取所述三维模型的空间信息；所述空间信息包括以下至少之一：所述三维模型的棱边信息，所述三维模型的面信息；基于所述目标SAR数据，利用预设散射模型计算所述空间信息的散射强度；基于所述散射强度，确定所述三维模型的灰度值；基于所述三维模型的灰度值，确定所述待仿真目标的SAR仿真图像。进一步地，利用预设散射模型计算所述空间信息的散射强度，包括：基于预设散射模型，利用图形处理器计算所述空间信息的散射强度。进一步地，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像，包括：在所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息重合的位置，将所述至少一个SAR仿真图像的像素值覆盖到所述场景图像上，得到目标图像。进一步地，所述方法还包括：基于所述场景图像，调整所述至少一个SAR仿真图像的显示参数，所述显示参数包括以下至少之一：亮度，对比度。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真系统，应用于SAR系统和仿真系统，包括：第一获取模块，确定模块，仿真模块，第二获取模块和融合模块，其中，所述第一获取模块，用于获取目标场景的场景图像、所述目标场景的场景SAR数据和至少一个待仿真目标的目标SAR数据；所述目标场景为所述至少一个待仿真目标所在场景；所述确定模块，用于基于所述场景SAR数据，确定所述目标场景的第一地理位置信息；所述仿真模块，用于基于所述目标SAR数据，生成所述至少一个待仿真目标的至少一个SAR仿真图像；所述第二获取模块，用于获取所述至少一个待仿真目标的第二地理位置信息；所述融合模块，用于基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像。进一步地，所述仿真模块包括：初始化单元，第一获取单元，第二获取单元，计算单元，确定单元和仿真单元，其中，所述初始化单元，用于对所述SAR系统的参数进行初始化操作；所述参数包括以下至少之一：工作模式，工作波段，极化方式，成像分辨率；所述第一获取单元，用于获取所述待仿真目标的三维模型；所述第二获取单元，用于获取所述三维模型的空间信息；所述空间信息包括以下至少之一：所述三维模型的棱边信息，所述三维模型的面信息；所述计算单元，用于基于所述目标SAR数据，利用预设散射模型计算所述空间信息的散射强度；所述确定单元，用于基于所述散射强度，确定所述三维模型的灰度值；所述仿真单元，用于基于所述三维模型的灰度值，确定所述待仿真目标的SAR仿真图像。进一步地，所述计算单元，还用于：基于预设散射模型，利用图形处理器计算所述空间信息的散射强度。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。第四方面，本专利技术实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。本专利技术实施例提供了一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法和系统，通过先获取目标场景的场景图像，然后对待仿真目标进行仿真，生成SAR仿真图像，最后将SAR仿真图像融合到场景图像中，得到目标图像的虚实结合的方式实现合成孔径雷达成像的快速仿真，得到复杂场景下逼真的待仿真目标的SAR仿真图像，既保证了仿真场景的真实性，解决了逼真度的问题，又实现了关键目标仿真成像的快速计算与融合，缓解了现有技术中存在的计算模型较复杂、计算时间较长的技术问题。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法的流程图；图2为本专利技术实施例提供的一种对待仿真目标的SAR成像仿真的流程图；图3为本专利技术实施例提供的一种待仿真目标的三维几何模型示意图；图4为本专利技术实施例提供的一种SAR仿真图像的示意图；图5为本专利技术实施例提供的另一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法的流程图；图6为本专利技术实施例提供的某海域的高分三号SAR成像场景灰度图；图7为本专利技术实施例提供的一种融合了目标船只后的目标图像的灰度图；图8为本专利技术实施例提供的一种目标船只局部放大图；图9为本专利技术实施例提供的某海域动态目标的第一序列帧图像；图10为本专利技术实施例提供的某海域动态目标的第二序列帧图像；图11为本专利技术实施例提供的某海域动态目标的第三序列帧图像；图12为本专利技术实施例提供的一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真系统的示意图；图13为本专利技术实施例提供的一种仿真模块的示意图。具体实施方式...

【技术保护点】
1.一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法，应用于SAR系统和仿真系统，其特征在于，包括：/n获取目标场景的场景图像、所述目标场景的场景SAR数据和至少一个待仿真目标的目标SAR数据；所述目标场景为所述至少一个待仿真目标所在场景；/n基于所述场景SAR数据，确定所述目标场景的第一地理位置信息；/n基于所述目标SAR数据，生成所述至少一个待仿真目标的至少一个SAR仿真图像；/n获取所述至少一个待仿真目标的第二地理位置信息；/n基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像。/n

【技术特征摘要】
1.一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真方法，应用于SAR系统和仿真系统，其特征在于，包括：
获取目标场景的场景图像、所述目标场景的场景SAR数据和至少一个待仿真目标的目标SAR数据；所述目标场景为所述至少一个待仿真目标所在场景；
基于所述场景SAR数据，确定所述目标场景的第一地理位置信息；
基于所述目标SAR数据，生成所述至少一个待仿真目标的至少一个SAR仿真图像；
获取所述至少一个待仿真目标的第二地理位置信息；
基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标SAR数据，生成所述待仿真目标的SAR仿真图像，包括：
对所述SAR系统的参数进行初始化操作；所述参数包括以下至少之一：工作模式，工作波段，极化方式，成像分辨率；
获取所述待仿真目标的三维模型；
获取所述三维模型的空间信息；所述空间信息包括以下至少之一：所述三维模型的棱边信息，所述三维模型的面信息；
基于所述目标SAR数据，利用预设散射模型计算所述空间信息的散射强度；
基于所述散射强度，确定所述三维模型的灰度值；
基于所述三维模型的灰度值，确定所述待仿真目标的SAR仿真图像。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，利用预设散射模型计算所述空间信息的散射强度，包括：
基于预设散射模型，利用图形处理器计算所述空间信息的散射强度。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息，将所述至少一个SAR仿真图像融合到所述场景图像中，得到目标图像，包括：
在所述第一地理位置信息和所述第二地理位置信息重合的位置，将所述至少一个SAR仿真图像的像素值覆盖到所述场景图像上，得到目标图像。


5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
基于所述场景图像，调整所述至少一个SAR仿真图像的显示参数，所述显示参数包括以下至少之一：亮度，对比度。


6.一种真实场景与目标仿真融合的SAR成像仿真系...

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇翔，李宁，徐华勋，王英号，翟慧卿，
申请(专利权)人：航天宏图信息技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11