一种基于多帧雷达图像的序贯匹配方法与流程

本发明涉及雷达图像匹配方法，尤其涉及基于多帧雷达图像的序贯匹配方法。
背景技术：
：雷达景象匹配技术由于受天气影响小，精度高的特点，广泛应用于航空器导航和导弹制导领域。由于相干斑的影响，雷达图像信噪比低，匹配概率不高。一般认为光学图像正确匹配位置在最大三个局部相关峰的概率为93.7％，而雷达图像远远低于该指标，因此仅靠相关峰大小难以获得正确匹配位置。对于多帧雷达图像，引入了惯导信息作为独立信息量，但没有深入考虑相关峰的影响。技术实现要素：针对上述技术问题，本发明目的在于提供一种基于多帧雷达图像的序贯匹配方法，解决单幅雷达图像匹配概率低，且无法识别无有效匹配信息图像的问题。一种基于多帧雷达图像的序贯匹配方法包括步骤：s1、搭建基于多帧雷达图像的序贯匹配系统；s2、生成雷达仿真实时图；s3、对雷达仿真实时图进行匹配，完成子区图像匹配并选取最大的n个局部相关峰，所述n大于等于3；s4、找出有效匹配图像及其最大位置。进一步地，所述序贯匹配系统包括雷达实时图仿真模块、图像匹配模块和序贯判决模块。进一步地，所述步骤s2中，生成雷达仿真实时图具体为，所述雷达实时图仿真模块根据输入的雷达卫星图像、高程数据、航迹数据生成回波，采用合成孔径成像方法生成雷达仿真实时图。进一步地，所述步骤s3由图像匹配模块执行，相关峰的选取具体为，雷达仿真实时图匹配后得到相关面，在相关面中如果某一点的相关系数为以该点为中心，在5像素×5像素范围内最大，则认为该点是局部相关峰。进一步地，所述步骤s3中，n的取值为6。进一步地，所述步骤s4由序贯判决模块执行，具体为，在连续获取10幅雷达仿真实时图匹配结果后开始进行序贯判决，在获得第11次匹配结果后，则利用第2-11次共10次匹配结果进行判决，以此类推。进一步地，连续10次雷达仿真实时图成像匹配的时间需控制在1分钟之内。进一步地，所述判决的依据是惯导位移量和相关峰大小。进一步地，所述判决的具体过程为：从一次匹配结果中选取一个局部相关峰i，分别与另外9次匹配的所有局部相关峰进行位置比较；另外9次匹配，每一次匹配结果按照局部相关峰取值由大到小的顺序与相关峰i进行比较；若相关峰i与某一次匹配结果的某一局部相关峰位置差与惯导位移量满足预先设定的阈值，则的距离权重加1，同时使用该局部相关峰取值与相关峰i相乘作为相关峰i的相关系数权重，同时结束与该次匹配结果的比较。进一步地，10次匹配的n个局部相关峰全部完成比较完毕之后进行判决：选出10次匹配的n个局部相关峰，共10×n个比较结果，选择其中距离权重最大值作为距离阈值；每次匹配的n个比较结果中，满足所述距离阈值的局部相关峰比较彼此间的相关系数权重，相关系数权重大者为当前匹配正确位置；若某次匹配的n个比较结果中，没有满足距离阈值的局部相关峰，则说明该幅雷达图像对应区域没有有效匹配景象；将所有有效匹配结果，根据惯导位移量推算到最后成像时刻位置，并求其均值作为当前匹配结果。本方法解决了雷达图像匹配过程中惯导速度误差引起的匹配误差无法修正的问题，实现了对惯导速度误差的估计，及对其影响的修正。附图说明图1为本发明基于多帧雷达图像的序贯匹配方法流程图。具体实施方式下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。本发明提供一种基于多帧雷达图像的序贯匹配方法，如图1所示，包括步骤：s1、搭建基于多帧雷达图像的序贯匹配系统。基于多帧雷达图像的序贯匹配系统，包括：雷达实时图仿真模块、图像匹配模块和序贯判决模块；雷达实时图仿真模块：用于使用雷达卫星图像、高程数据、航迹数据仿真生成雷达实时图；图像匹配模块：用于对雷达实时图进行匹配，提取相关面中最大的6个局部相关峰位置；序贯判决模块：用于根据惯导位置变化和每幅图像中每个局部相关峰大小，找出能够有效匹配的图像，及其正确匹配位置。s2、所述序贯匹配系统中的雷达实时图仿真模块生成雷达仿真实时图。雷达实时图仿真模块根据输入的雷达卫星图像、高程数据、航迹数据生成回波，采用合成孔径成像方法生成雷达仿真实时图。s3、对雷达实时图进行匹配，完成子区图像匹配并选取最大的n个局部相关峰，所述n大于等于3。相关峰的选取具体为，雷达仿真实时图匹配后得到相关面，在相关面中如果某一点的相关系数为以该点为中心，在5像素×5像素范围内最大，则认为该点是局部相关峰。以下表为例给出局部相关峰选取示例：ρ11ρ12ρ13ρ14ρ15ρ21ρ22ρ23ρ24ρ25ρ31ρ32ρ33ρ34ρ35ρ41ρ42ρ43ρ44ρ45ρ51ρ52ρ53ρ54ρ55在该区域中，如果ρ33表中最大值，则ρ33对应的位置为局部相关峰，否则不是。由于正确匹配位置在最大三个相关峰的概率仅为93.7％，在本实施方式中，n选6，找出相关系数最大的6个局部相关峰可以兼顾算法实时性和可靠性。s4、所述序贯匹配系统中的序贯判决模块找出有效匹配图像及其最大位置。在连续获取10幅雷达图像匹配结果后开始进行序贯判决。在此之后，获得第11次匹配结果，则利用该次及第2到第10次共10次匹配结果判决，以此类推。此外，连续10次成像匹配的时间需控制在1min。判决的依据有两个：惯导位移信息和相关峰大小。由于短时间内，比如1min内，惯导位移量与真实载体位移量相同，因此连续10幅实时图正确匹配位置对应的局部相关峰位置之差，与其对应的惯导位移量相当(距离差距在20m内)。从一次匹配结果中选取一个局部相关峰i，分别与另外9次匹配的所有局部相关峰进行位置比较；另外9次匹配，每一次匹配结果按照局部相关峰取值由大到小的顺序与相关峰i进行比较；若相关峰i与某一次匹配结果的某一局部相关峰位置差与惯导位移量满足预先设定的阈值，则的距离权重加1，同时使用该局部相关峰取值与相关峰i相乘作为相关峰i的相关系数权重，同时结束与该次匹配结果的比较，在本实施方式中，成像区域为平原，阈值选取为20m。10次匹配的6个局部相关峰全部按此比较完毕之后进行判决：选出10次匹配的6个局部相关峰，共54个比较结果中距离权重最大值，作为距离阈值；每次匹配的6个比较结果中，满足距离阈值的局部相关峰比较彼此间的相关系数权重，相关系数权重大者为当前匹配正确位置；若某次匹配的6个比较结果中，没有满足距离阈值的局部相关峰，则说明该幅雷达图像对应区域没有有效匹配景象；将所有有效匹配结果，根据惯导位移信息推算到最后，即参与序贯判决的第10幅图像成像时刻位置，并求其均值作为当前匹配结果。至此完成基于多针雷达图像的序贯匹配。显然，上述实施方式仅仅是为清楚地说明所作的举例，而非对实施方式的限定。对于所属
技术领域：
的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍属于本发明创造的保护范围之中。当前第1页12