[發(fā)明專利]基于SAL回波數(shù)據(jù)的目標(biāo)振動(dòng)檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201210209267.2
• 申請(qǐng)日: 2012-06-21
• 公開（公告）號(hào): CN102879770A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡以華;郝士琦;趙楠翔;李今明;王磊;王勇;李政;駱盛;瞿福琪
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍電子工程學(xué)院
• 主分類號(hào): G01S7/48
• 分類號(hào): G01S7/48;G01S17/89
• 代理公司: 合肥天明專利事務(wù)所 34115
• 代理人: 吳娜

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及激光成像領(lǐng)域，尤其是一種基于SAL回波數(shù)據(jù)的目標(biāo)振動(dòng)檢測(cè)方法。?

背景技術(shù)

隨著激光技術(shù)、激光接收技術(shù)的進(jìn)步，隨著社會(huì)各領(lǐng)域?qū)Ω呔忍綔y(cè)需求的日益增長，激光成像技術(shù)正越來越受到人們的廣泛關(guān)注。特別是近年來其在遙感、測(cè)繪、大氣觀測(cè)、資源調(diào)查等領(lǐng)域的逐步應(yīng)用，更推動(dòng)了成像技術(shù)不斷向前發(fā)展。?

合成孔徑激光雷達(dá)（Synthetic?Aperture?Radar，SAL）是合成孔徑成像技術(shù)在光波段的擴(kuò)展，可以彌補(bǔ)雷達(dá)波段合成孔徑成像分辨率低的不足。SAL成像主要利用回波相位來提取目標(biāo)的信息，因此，檢測(cè)和補(bǔ)償回波相位誤差，是SAL系統(tǒng)設(shè)計(jì)和成像處理技術(shù)中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。激光回波相位受多種因素的影響，如發(fā)射信號(hào)樣式、線性調(diào)頻光源本身的高階相位誤差、大氣散射與湍流、光纖等傳輸介質(zhì)的色散及衰減、回波信號(hào)接收體制、發(fā)射/接收光學(xué)系統(tǒng)特性、目標(biāo)本身的散射截面特性等，往往難以得到精確的目標(biāo)回波相位信息，從而引起目標(biāo)屬性測(cè)量誤差。與上述因素不同的是，目標(biāo)與SAL系統(tǒng)之間相對(duì)運(yùn)動(dòng)引起的相位誤差，特別是目標(biāo)振動(dòng)誤差，難以通過系統(tǒng)自身的優(yōu)化設(shè)計(jì)來解決，需要通過回波數(shù)據(jù)的處理來進(jìn)行檢測(cè)和處理。目前，還沒有通過SAL回波數(shù)據(jù)來直接檢測(cè)目標(biāo)振動(dòng)的檢測(cè)方法。?

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種能夠從SAL回波數(shù)據(jù)中直接檢測(cè)目標(biāo)振動(dòng)、便于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)影響下的SAL成像相干補(bǔ)償、提升成像精度的基于SAL?回波數(shù)據(jù)的目標(biāo)振動(dòng)檢測(cè)方法。?

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案：一種基于SAL回波數(shù)據(jù)的目標(biāo)振動(dòng)檢測(cè)方法，該方法包括下列順序的步驟：?

（1）將平衡探測(cè)器輸出的激光回波數(shù)據(jù)在方位向上進(jìn)行子孔徑分割；?

（2）將子孔徑分割后的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方位壓縮獲得初步的子孔徑圖像數(shù)據(jù)，并計(jì)算各子孔徑圖像的熵；?

（3）使用K均值聚類算法按照熵值對(duì)各子圖像進(jìn)行分類，確定受目標(biāo)振動(dòng)影響形成的壞數(shù)據(jù)，對(duì)壞數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記。?

由上述技術(shù)方案可知，本發(fā)明依據(jù)目標(biāo)振動(dòng)對(duì)SAL成像的影響規(guī)律，對(duì)回波數(shù)據(jù)進(jìn)行子孔徑分解，通過檢測(cè)子孔徑圖像熵的方法判別目標(biāo)振動(dòng)影響，經(jīng)K均值聚類算法對(duì)各子孔徑數(shù)據(jù)依據(jù)熵值進(jìn)行聚類，進(jìn)而判定目標(biāo)振動(dòng)出現(xiàn)的時(shí)段，將目標(biāo)振動(dòng)導(dǎo)致的壞數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)記后，進(jìn)入后續(xù)成像處理流程。本發(fā)明充分利用了振動(dòng)對(duì)SAL成像的影響規(guī)律和特性，從SAL回波數(shù)據(jù)中直接檢測(cè)目標(biāo)振動(dòng)，避免了對(duì)其他輔助設(shè)備和手段的依賴，便于實(shí)現(xiàn)振動(dòng)影響下的SAL成像相干補(bǔ)償，提升成像精度。?

附圖說明

圖1為本發(fā)明的工作流程圖。?

具體實(shí)施方式

如圖1所示，一種基于SAL回波數(shù)據(jù)的目標(biāo)振動(dòng)檢測(cè)方法，該方法包括下列順序的步驟：?

第一，將平衡探測(cè)器輸出的激光回波數(shù)據(jù)在方位向上進(jìn)行子孔徑分割。為方便處理，子孔徑分割是將激光回波數(shù)據(jù)在方位向上分割為2的N次方個(gè)子孔徑圖像數(shù)據(jù)，若子孔徑圖像數(shù)據(jù)的數(shù)目分得多，即N取值取的大，在進(jìn)行檢測(cè)處理后被誤標(biāo)記的數(shù)據(jù)可能會(huì)少一些，然而這樣做?一方面增加了振動(dòng)誤差補(bǔ)償?shù)倪\(yùn)算量，另一方面使得受損失數(shù)據(jù)與正常數(shù)據(jù)間對(duì)應(yīng)的熵值差距縮小，不利于分辨，因此，一般N的值取3或4即可。?

第二，將子孔徑分割后的數(shù)據(jù)分別進(jìn)行方位壓縮獲得初步的子孔徑圖像數(shù)據(jù)，并計(jì)算各子孔徑圖像的熵。在進(jìn)行子孔徑分割后，首先對(duì)分割后的子孔徑圖像進(jìn)行方位向壓縮，再對(duì)子孔徑圖像數(shù)據(jù)中各點(diǎn)的幅值進(jìn)行歸一化，最后計(jì)算子孔徑圖像的熵。考慮到速度、加速度誤差、距離徙動(dòng)等因素對(duì)子圖像熵的影響遠(yuǎn)不及目標(biāo)振動(dòng)的影響，這里無需進(jìn)行距離徙動(dòng)校正和相位誤差估計(jì)，提高了運(yùn)算效率。?

計(jì)算子孔徑圖像的熵的公式如下：?