基于建筑物透视雷达成像的多目标检测定位方法与流程

文档序号:15992846发布日期:2018-11-20 18:14阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于建筑物透视雷达成像的多目标检测定位方法,其特征在于,包括以下步骤:

A、利用建筑物透视雷达通过多发多收阵列对待检测区域墙体后的多运动目标进行检测定位,根据待检测区域的墙体厚度、介电常数以及线缆长度得到各天线聚焦延迟补偿值;再对待检测区域采用后向投影方法获取第n时刻待检测区域目标成像矩阵In(X,Y);

B、初始化参数,设定门限Threshold1,将第n帧目标成像矩阵In(X,Y)和第n+1帧图像矩阵In+1(X,Y)进行二值化处理得到二值化图像矩阵Dn(X,Y)和Dn+1(X,Y),再将二值化图像矩阵Dn(X,Y)与Dn+1(X,Y)相加得到第n+1时刻二值化叠加图像矩阵Fn+1(X,Y);

C、对步骤B中得到的第n+1时刻二值化叠加图像矩阵Fn+1(X,Y)进行目标增强处理,得到第n+1时刻目标初步成像结果矩阵On+1(X,Y),具体包括以下分步骤:

C1、判断第n+1时刻二值化叠加图像矩阵Fn+1(X,Y)是否存在目标重叠,若存在目标重叠,则进行步骤C2;若不存在目标重叠,则进行步骤C3;

C2、设置第n+1时刻复位标签flagn+1,将目标掩膜矩阵MASKn+1表示为:

MASKn+1(X,Y)=MASKn(X,Y)+A×Fn+1(X,Y)

其中,A是目标增强掩膜的增强因子;根据目标掩膜矩阵中元素最大值更新第n+1时刻目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y),具体为遍历目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y)中的每个元素,得到目标掩膜矩阵像素值最大值Max1,当像素值最大值Max1大于掩膜元素上限值MASK_max时则将第n+1时刻目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y)置为MASKn(X,Y),进行步骤C4;

C3、设置第n+1时刻复位标签flagn+1,将目标掩膜矩阵MASKn+1表示为:

MASKn+1=MASKn-B×Fn+1(X,Y)

其中,B是目标增强掩膜的减弱因子;根据第n+1时刻复位标签flagn+1和目标掩膜矩阵中元素最小值更新第n+1时刻目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y),具体为遍历目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y)中的每个元素,得到目标掩膜矩阵像素值最小值Min1,当第n+1时刻复位标签flagn+1大于复位标签上限Threshold2或像素值最小值Min1小于0时则将第n+1时刻目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y)和第n+1时刻复位标签flagn+1初始化,进行步骤C4;

C4、将第n+1时刻目标掩膜矩阵MASKn+1(X,Y)与二值化叠加图像矩阵Fn+1(X,Y)相乘,得到第n+1时刻目标初步成像结果矩阵On+1(X,Y);

D、对步骤C中得到的第n+1时刻目标初步成像结果矩阵On+1(X,Y)分别进行X方向和Y方向的累加,沿X方向累加得到方位向累加向量Cn+1(X),沿Y方向累加得到距离向累加向量Rn+1(Y);

E、根据步骤D中得到的方位向累加向量Cn+1(X)和距离向累加向量Rn+1(Y),提取所有目标位置;

F、对步骤C中得到的第n+1时刻目标初步成像结果On+1(X,Y)进行置零处理,得到目标成像结果矩阵O′n+1(X,Y),具体为:保留第n+1时刻目标初步成像结果矩阵On+1(X,Y)中以Tk为中心,扩展Δc范围的元素,将其他元素进行置零,得到目标成像结果矩阵O′n+1(X,Y);再根据步骤E中得到的所有目标位置,将所有目标区域中的数据向第1个像素最大值对应目标区域进行归一化处理,得到目标检测定位结果。

2.如权利要求1所述的基于建筑物透视雷达成像的多目标检测定位方法,其特征在于,所述步骤B中,初始化参数具体为定义与雷达图像大小一致的目标增强掩膜矩阵MASKn,将其矩阵元素全部设置为1;将复位标签flagn设置为flagn=0。

3.如权利要求1所述的基于建筑物透视雷达成像的多目标检测定位方法,其特征在于,所述步骤E根据步骤D中得到的方位向累加向量Cn+1(X)和距离向累加向量Rn+1(Y),提取所有目标位置,具体包括以下分步骤:

E1、遍历方位向累加向量Cn+1(X)中的元素,获取元素最大值所对应的位置pc,i,并将方位向累加向量Cn+1(X)中(pc,i-Δc,pc,i+Δc)范围内的值置零,重复m次得到X方向的峰值矩阵Pc=[pc,1,pc,2,...pc,m],其中Δc为扩展因子,i=1,2,3,...,m,m为区域内目标个数;

E2、遍历距离向累加向量Rn+1(Y)中的元素,获取元素最大值所对应的位置pr,i,并将距离向累加向量Rn+1(Y)中(pr,i-Δc,pr,i+Δc)范围内的值置零,重复m次得到Y方向的峰值矩阵Pr=[pr,1,pr,2,...pr,m],其中Δc为扩展因子,i=1,2,3,...,m,m为区域内目标个数;

E3、将步骤E1中得到的X方向的峰值矩阵Pc与步骤E2中得到的Y方向的峰值矩阵Pr中的峰值相互匹配,得到m×m个目标区域中心位置矩阵Z以及对应中心位置像素矩阵P;遍历像素矩阵P得到像素值最大的位置Tk=(i,j),其中k=1,2,...,m,同时把像素矩阵P中第i行及j列元素置零,重复m次即可提取得到m个目标的位置。

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