一种合成孔径雷达三维成像方法、装置和存储介质制造方法及图纸

本说明书实施例提供了一种合成孔径雷达三维成像方法、装置和存储介质，方法包括：接收待检测目标的回波信号；从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线；基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体；沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据；根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的位置信息。本申请提供的技术方案用以解决BP类三维成像算法成像速度低，严重限制了CSAR三维成像的实际工程应用的问题。CSAR三维成像的实际工程应用的问题。CSAR三维成像的实际工程应用的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种合成孔径雷达三维成像方法、装置和存储介质


[0001]本文件涉及雷达
，尤其涉及一种合成孔径雷达三维成像方法、装置和存储介质。

技术介绍

[0002]合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar，SAR)是一种全天时、全天候、信息丰富的主动式微波成像系统，已广泛应用于地形图像生成、目标探测侦察、目标识别分类等国防军事和资源管理领域。圆周合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar，CSAR)利用雷达平台的定高圆周运动实现对目标的全方位观测，可获取目标的三维信息，消除SAR图像中由于成像机理导致的收缩、叠掩、顶底倒置等现象。因此，CSAR目标三维成像是当前SAR技术的研究热点。
[0003]CSAR成像模式下，利用时域后向投影(Back Projection，BP)成像算法可以提升图像的分辨率和获取的信息量。
[0004]然而，BP类三维成像算法成像速度低，严重限制了CSAR三维成像的实际工程应用。

技术实现思路

[0005]鉴于上述的分析，本申请旨在提出一种合成孔径雷达三维成像方法、装置和存储介质，提高了合成孔径雷达三维成像的速度。
[0006]第一方面，本说明书一个或多个实施例提供了一种合成孔径雷达三维成像方法，包括：
[0007]接收待检测目标的回波信号；
[0008]从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线；
[0009]基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体；
[0010]沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据；
[0011]根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的位置信息。
[0012]进一步地，所述从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线，包括：
[0013]基于Crazy Climber算法提取正弦轨迹的脊线。
[0014]进一步地，所述基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体，包括：
[0015]根据所述待检测目标的散射特性和慢时间，确定子孔径；
[0016]根据所述子孔径，将所述正弦轨迹的脊线分给为多个子脊线；
[0017]基于逆拉东变换，将所述子脊线变换为子平面图像；
[0018]根据预设成像高度，融合各所述子平面得到相应成像高度对应的二维图像；
[0019]叠加所述成像高度对应的二维图像，得到所述雷达二维图像体。
[0020]进一步地，所述预设方向为三维坐标系中x轴方向和y轴方向；
[0021]所述沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据，包括：
[0022]根据合成孔径雷达的分辨率，确定分层数；
[0023]根据所述分层数，分别在x轴方向和y轴方向分割所述雷达二维图像体，得到层数据。
[0024]进一步地，所述根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的高度，包括：
[0025]针对所述层数据，进行霍夫变换，得到输出交点；
[0026]根据所述层数据对应的坐标，从所述输出交点中除去位置不准确的交点，得到三维点云；
[0027]根据所述三维点云，确定所述待检测目标的高度。
[0028]进一步地，x轴方向的层数据和y轴方向的层数据一一对应；
[0029]所述根据所述层数据对应的坐标，从所述输出交点中除去位置不准确的交点，包括：
[0030]确定x轴方向的层数据对应的第一线段，所述第一线段的端点为x轴方向的层数据对应的输出交点；
[0031]根据所述x轴方向的层数据和所述y轴方向的层数据的对应关系，确定相应的y轴方向的层数据对应的第二线段，所述第二线段的端点为y轴方向的层数据对应的输出交点；
[0032]确定所述第一线段和所述第二线段是否有交点；
[0033]当确定不存在交点时，确定所述第一线段和所述第二线段对应的输出交点为位置不准确的交点；
[0034]删除所述位置不准确的交点。
[0035]进一步地，所述确定所述第一线段和所述第二线段是否有交点，包括：
[0036]确定所述第一线段和所述第二线段所在的预设网格中输出交点个数；
[0037]在所述输出交点个数达到预设值时，确定所述第一线段和所述第二线段有交点。
[0038]第二方面，本申请实施例提供了一种合成孔径雷达三维成像装置，包括：接收模块、脊线提取模块和数据处理模块；
[0039]所述接收模块用于接收待检测目标的回波信号；
[0040]所述脊线提取模块用于从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线；
[0041]所述数据处理模块用于基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体；沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据；根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的位置信息。
[0042]进一步地，所述数据处理模块用于根据所述待检测目标的散射特性和慢时间，确定子孔径；根据所述子孔径，将所述正弦轨迹的脊线分给为多个子脊线；基于逆拉东变换，将所述子脊线变换为子平面图像；根据预设成像高度，融合各所述子平面得到相应成像高度对应的二维图像；叠加所述成像高度对应的二维图像，得到所述雷达二维图像体。
[0043]第三方面，本申请实施例提供了一种存储介质，包括：
[0044]用于存储计算机可执行指令，所述计算机可执行指令在被执行时实现第一方面中任一项所述的方法。
[0045]与现有技术相比，本申请至少能实现以下技术效果：
[0046]本申请从回波信号中提取正弦轨迹的脊线以增强强点的成像效果，同时利用逆拉
东变换和霍夫变换替代传统BP成像的，以提高计算效率，从而降低运算占据的内存空间，以使SAR更适应用于小型机载平台。
附图说明
[0047]为了更清楚地说明本说明书一个或多个实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本说明书中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0048]图1为本说明书一个或多个实施例提供的一种合成孔径雷达三维成像方法的流程图；
[0049]图2a为本说明书一个或多个实施例提供的pos(t
k
)位于矩阵内部时的相邻位置示意图；
[0050]图2b为本说明书一个或多个实施例提供的pos(t
k
)位于矩阵边缘时的相邻位置示意图；
[0051]图3a为本说明书一个或多个实施例提供的待检测目标的距离向图像；
[0052]图3b为本说明书一个或多个实施例提供的层数据的示意图；
[0053]图3c为本说明书一个或多个实施例提供的输出交叉点的分布示意图；
[0054]图4为本说明书一个或多个实施例提供的仿真点目标分布示意图。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种合成孔径雷达三维成像方法，其特征在于，包括：接收待检测目标的回波信号；从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线；基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体；沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据；根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的位置信息。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述从所述回波信号中提取正弦轨迹的脊线，包括：基于Crazy Climber算法提取正弦轨迹的脊线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述正弦轨迹的脊线和逆拉东变换，得到雷达二维图像体，包括：根据所述待检测目标的散射特性和慢时间，确定子孔径；根据所述子孔径，将所述正弦轨迹的脊线分给为多个子脊线；基于逆拉东变换，将所述子脊线变换为子平面图像；根据预设成像高度，融合各所述子平面得到相应成像高度对应的二维图像；叠加所述成像高度对应的二维图像，得到所述雷达二维图像体。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设方向为三维坐标系中x轴方向和y轴方向；所述沿预设方向，对所述雷达二维图像体进行分层，得到层数据，包括：根据合成孔径雷达的分辨率，确定分层数；根据所述分层数，分别在x轴方向和y轴方向分割所述雷达二维图像体，得到层数据。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据所述层数据，基于霍夫变换，确定所述待检测目标的高度，包括：针对所述层数据，进行霍夫变换，得到输出交点；根据所述层数据对应的坐标，从所述输出交点中除去位置不准确的交点，得到三维点云；根据所述三维点云，确定所述待检测目标的高度。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，x轴方向的层数据和y轴方向的层数据一一对应；所述根据所述层数据对应的坐标，从所述输出交点中除去位置不准确的交点，包括：确定...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚丽娜，马彦恒，李永科，韩春辉，李秉璇，李伟，李灿，
申请(专利权)人：中国人民解放军陆军工程大学，
类型：发明
国别省市：