基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法与流程

文档序号:11513827阅读:871来源:国知局

本发明涉及雷达图像定位技术领域,特别涉及基于参数估计法的isar图像方位向定标方法。



背景技术:

逆合成孔径雷达(inversesyntheticapertureradar,简称isar)是一种可以全天候、全天时、远距离的对车辆、舰船、飞机、导弹等非合作运动目标进行成像,获得目标高分辨率图像的雷达。isar成像通常假定在短时间内目标转角较小且近似平稳运动,利用距离-多普勒(r-d)原理成像。但rd成像结果仅反映目标在距离-多普勒平面上的投影信息,并不能提供目标真实的二维尺寸信息,为了对目标进一步识别,isar方位向定标技术的研究至关重要。

现有技术中的isar图像方位向定标方法是通过距离、角度等参数计算得到目标在成像期间的有效转角,进而实现横向定标,但该方法的鲁棒性不强,方法性能受成像分辨率等因素的制约。



技术实现要素:

为克服上述现有技术存在的至少一种缺陷,本发明提供了一种基于参数估计法的isar图像方位向定标方法,包括如下步骤:

步骤一,获取isar对海上船类目标成像的原始回波数据,isar为逆合成孔径雷达,对所述原始回波数据进行运动补偿,对补偿过后的数据进行方位向fft成像,获得原始isar图像,fft为快速傅氏变换;

步骤二,通过特显点法获取所述原始isar图像的所有特显点中的前n个图像对比度最大的特显点,将该n个特显点记录到集合φ中;

步骤三,获得所述集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率;

步骤四,通过所述瞬时多普勒频率求得与集合φ中各特显点对应的调频率,将所有调频率的值拟合成一条直线,求出该直线的调频斜率k;

步骤五,通过所述调频斜率k算出在步骤三中的选定成像时刻时,所述船类目标的有效转动角速度ωe的估计值,计算公式为:

其中c为电磁波速度,f0为雷达载频;

通过有效转动角速度ωe得到所述船类目标方位向分辨率ρa的估计值,计算公式为:

其中λ为波长,t为isar成像积累时间;

通过方位插值的方式对isar图像进行方位向定标,获得所述船类目标定标后的isar图像。

优选的,步骤二中的n不小于10。

优选的,步骤三中通过匹配傅里叶变换方法获得集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率。

本发明提供的基于参数估计法的isar图像方位向定标方法,具有如下有益效果:

1、采用特显点法从图像域选取孤立的强散射点所在距离单元进行有效转动角速度估计,数据量和运算量较小,易于工程实现;

2、采用匹配傅里叶变化的方法估算出特显点的瞬时多普勒频率,继而求得调频率,有效地减小了估计误差,精度更高。

附图说明

图1是基于参数估计法的isar图像方位向定标方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明实施的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。

需要说明的是:下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。在附图中,自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例,在不冲突的情况下,

本技术:
中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。

如图1所示,本发明提供的一种基于参数估计法的isar图像方位向定标方法,在特显点法的基础上,通过匹配傅里叶变换估算出特显点的瞬时多普勒频率,继而求得调频率,估算出有效转动角速度和方位向分辨率,实现方位向定标。该isar图像方位向定标方法包括如下步骤:

步骤一,获取isar对海上船类目标成像的原始回波数据,isar为逆合成孔径雷达,对所述原始回波数据进行运动补偿,目的是消除舰船相对于雷达运动的误差,对补偿过后的数据进行方位向fft成像,获得原始isar图像,fft为快速傅氏变换;

步骤二,通过特显点法获取所述原始isar图像的所有特显点中的前n个图像对比度最大的特显点,将该n个特显点记录到集合φ中,本实施例中优选的是,n不小于10;

步骤三,选定成像时刻,获得所述集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率,本实施例中优选的是,通过匹配傅里叶变换方法获得集合φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率;

步骤四,通过所述瞬时多普勒频率求得与集合φ中各特显点对应的调频率,将所有调频率的值拟合成一条直线,求出该直线的调频斜率k;

步骤五,通过所述调频斜率k算出在步骤三中的选定成像时刻时,所述船类目标的有效转动角速度ωe的估计值,计算公式为:

其中c为电磁波速度,f0为雷达载频;

通过有效转动角速度ωe得到所述船类目标方位向分辨率ρa的估计值,计算公式为:

其中λ为波长,t为isar成像积累时间;

通过方位插值的方式对isar图像进行方位向定标,即根据距离向像素大小,使方位向像素大小与其一致,获得所述船类目标定标后的isar图像。

以上所述,仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到的变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。



技术特征:

技术总结
本发明涉及雷达图像定位技术领域,具体提供了一种基于参数估计法的ISAR图像方位向定标方法,首先获取ISAR原始回波数据并进行运动补偿和进行方位向FFT成像以获得原始ISAR图像,然后通过特显点法获取所述原始ISAR图像的所有特显点中的前N个图像对比度最大的特显点并记录到集合φ中,获得φ中的各特显点所在距离单元的强散射点的瞬时多普勒频率,再求得与集合φ中各特显点对应的调频率,拟合后求出调频斜率k,最后通过调频斜率k算出有效转动角速度ωe的估计值,进而得到方位向分辨率ρa的估计值,通过方位插值的方式对ISAR图像进行方位向定标,获得所述船类目标定标后的ISAR图像。

技术研发人员:曹震霄;宋伟;刘伟
受保护的技术使用者:中国航空工业集团公司雷华电子技术研究所
技术研发日:2017.07.02
技术公布日:2017.10.17
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