[發明專利]基于陣列雷達的擴展動目標穿墻成像方法

有效

• 申請號: 201310693688.1
• 申請日: 2013-12-17
• 公開（公告）號: CN103675811A
• 公開（公告）日: 2014-03-26
• 發明（設計）人: 陸必應;周智敏;金添;孫鑫;劉鵬飛;張斕子;趙洋
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科學技術大學
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.一種基于穿墻陣列雷達的擴展動目標成像方法，利用穿墻陣列雷達對墻體后的擴展動目標進行探測，其特征在于，包括下述步驟：

第一步：變化檢測消除強雜波影響：

采用變化檢測方法對回波數據相鄰兩幀進行差處理以消除雜波影響，記差處理后的回波數據為Z_i′(t):

Z_i′(t)＝Z_i+1(t)-Z_i(t)i＝1,2,…,NZ-1????（公式一）

式中Z_i(t)表示第i幀接收回波數據；t表示時間；NZ表示接收回波數據的總幀數；

第二步：依次對各幀回波數據進行成像：

利用反向投影算法對做差處理后的任意一幀回波數據Z_i′(t)進行成像處理，得到成像結果S_i：

S_i＝{s_m,n|m＝1,…,M,n＝1,…,N}????（公式二）

式中s_m,n表示像素(m,n)處的幅值，M,N分別表示距離向和方位向上的像素點數；

第三步：采用高斯分布的CFAR檢測器完成目標的檢測：

采用高斯分布的CFAR檢測器對成像結果S_i進行目標檢測，得到檢測結果A_i：

A_i＝{a_m,n|m＝1,…,M,n＝1,…,N}????（公式三）

式中a_m,n表示(m,n)處CFAR檢測后二值灰度值；

第四步：提取圖像中目標的空間位置坐標：

①利用圖像A_i對圖像S_i進行掩模運算得到圖像B_i：

B_i＝{b_m,n|m＝1,…,M,n＝1,…,N}????（公式四）

式中b_m,n＝s_m,n×a_m,n；

②對圖像B_i進行聚類處理，得到各距離中心的位置信息，記為P_i：

Pi={(xil,yil)|l=1,2···,NP}]]>????（公式五）

式中表示第i幀中聚類得到的第l個目標像素點坐標，NP表示聚類得到的目標總個數；

第五步：虛假目標判定與消除：

①從第四步得到的聚類中心位置信息P_i中提取任意一個目標像素點坐標，記為依次讀取距離向上位于目標后面的目標，記為也是P_i中的元素，若公式六成立，則將所在聚類中的圖像B_i的像素點置零，否則更新目標點直至遍歷一遍；然后更新至遍歷完畢，此時得到消除掉虛假目標后的動目標成像結果，記為I_i^′；

式中δ為判斷發射天線位置、和是否在一條直線上的判決門限，α為判斷目標距離向坐標是否恒定的閾值；門限與閾值的確定根據實際系統進行設定；表示第r個發射天線的坐標，NT表示發射天線的總數；表示第i幀中目標在成像中距離向坐標值；

I_i^′={c_m,n|m=1,…,M,n=1,…,N}????（公式七）式中c_m,n表示(m,n)處消除虛假目標點后二值灰度值；

②將圖像I_i^′與圖像S_i進行如下運算，得到消除掉虛假目標后的圖像為D_i：

D_i＝{d_m,n|m＝1,…,M,n＝1,…,N}????（公式八）

式中d_m,n＝c_m,n×s_m,n；

D_i即為第i幀回波數據消除掉虛假目標后的擴展動目標成像結果。