[發(fā)明專利]一種線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖制作方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201410748840.6
• 申請(qǐng)日: 2014-12-09
• 公開（公告）號(hào): CN104360317A
• 公開（公告）日: 2015-02-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)軍;李志坤;沙敏敏;符喜優(yōu);宮華澤;張風(fēng)麗;邵蕓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院遙感與數(shù)字地球研究所
• 主分類號(hào): G01S7/02
• 分類號(hào): G01S7/02;G01S13/90;G06K9/46
• 代理公司: 北京方韜法業(yè)專利代理事務(wù)所 11303
• 代理人: 劉晶婷

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及SAR(Synthetic?Aperture?Radar，合成孔徑雷達(dá))景象匹配參考圖制作領(lǐng)域，特別是涉及一種線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖制作方法。

背景技術(shù)

由于SAR上的傳感器具有全天時(shí)全天候成像能力，已經(jīng)成為先進(jìn)飛行器末制導(dǎo)系統(tǒng)必備傳感器。飛行器在航行過程中將傳感器獲得的圖像與參考圖進(jìn)行匹配，進(jìn)而完成定向和導(dǎo)航。在景象匹配過程中，參考圖的制作非常關(guān)鍵，決定了飛行器制導(dǎo)的精度。在景象匹配過程中，場(chǎng)景中線狀目標(biāo)為匹配提供了最為穩(wěn)定的特征。然而SAR主動(dòng)側(cè)視成像特性導(dǎo)致線狀目標(biāo)具有明顯的方向特性，即線狀目標(biāo)的顯著性隨著傳感器成像方位的變化而變化。因此，需要明確線狀目標(biāo)的散射特性，有效模擬線狀目標(biāo)全方位角度的圖像特征，以滿足SAR景象匹配參考圖的制作。

目前，國(guó)內(nèi)外在SAR景象匹配參考圖制作方面開展了大量的研究，并形成了相應(yīng)的方法，例如美國(guó)SAIC公司的RADSIM系統(tǒng)。常用的SAR徑向匹配參考圖制作方法包括基于衛(wèi)星SAR影像的SAR景象匹配參考圖制作方法和基于光學(xué)圖像的SAR景象匹配參考圖制作方法。

基于衛(wèi)星SAR影像的SAR景象匹配參考圖制作方法的主要步驟為：分別在正射SAR影像中提取線特征和區(qū)域特征，得到二值線特征圖和二值區(qū)域特征圖，再將兩特征圖合并得到雷達(dá)景象匹配特征參考圖。該方法的缺點(diǎn)是尚未考慮線狀目標(biāo)的成像方位角問題，只能生成與基準(zhǔn)圖像相同的參考圖，其結(jié)果不具有實(shí)用性。

基于光學(xué)圖像的SAR景象匹配參考圖制作方法由美國(guó)Leidos公司研制開發(fā)，并集成到RADSIM系統(tǒng)。該方法利用高分辨率可見光圖像分割獲得地面目標(biāo)類型數(shù)據(jù)，基于地物目標(biāo)電磁散射特性數(shù)據(jù)和數(shù)字地形模型(DTM)仿真對(duì)應(yīng)場(chǎng)景下的SAR圖像。該方法的缺點(diǎn)是尚未考慮線狀目標(biāo)的成像方位角問題，不能模擬不同成像方位角下的線狀目標(biāo)SAR圖像特征。

由此可見，上述現(xiàn)有的SAR景象匹配參考圖制備技術(shù)在方法與使用上，顯然仍存在有不便與缺陷，而亟待加以進(jìn)一步改進(jìn)。如何能創(chuàng)造一種實(shí)用性強(qiáng)，可結(jié)合線狀目標(biāo)SAR圖像的散射特性的線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖制作方法,實(shí)屬當(dāng)前重要研發(fā)課題之一。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖制作方法，使其基于線狀目標(biāo)的成像方位特性，形成一套線狀目標(biāo)全方位角度后向散射系數(shù)的模擬方法，并且基于線狀目標(biāo)的散射特性，通過引入基準(zhǔn)SAR圖像和線狀目標(biāo)專題圖，能夠生成場(chǎng)景內(nèi)線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖，從而克服現(xiàn)有技術(shù)的不足。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明一種線狀目標(biāo)全方位角度SAR景象匹配參考圖制作方法，包括以下步驟：A.基于線狀目標(biāo)專題圖計(jì)算各線條上各點(diǎn)的方向；B.根據(jù)所得方向和基準(zhǔn)SAR圖像的方位計(jì)算各線條上各點(diǎn)的參考方位角；C.根據(jù)參考方位角計(jì)算各線條上各點(diǎn)在全方位角度下的模擬方位角；D.計(jì)算模擬方位角的后向散射系數(shù)模擬值；E.并生成全方位角度參考圖。

作為本發(fā)明的一種改進(jìn)，所述步驟A的線狀目標(biāo)專題圖中包含N_l個(gè)線條，線條i可以表示為點(diǎn)集合P_i＝{p_i,j(x_i,j,y_i,j)|j＝1…N_Li}，N_Li為線條i對(duì)應(yīng)的點(diǎn)數(shù)，p_i,j(x,y)為線條i對(duì)應(yīng)第j個(gè)點(diǎn)，(x,y)表示該點(diǎn)對(duì)應(yīng)的行列號(hào)，所述的各線條上各點(diǎn)的方向?yàn)樵擖c(diǎn)對(duì)應(yīng)的切線方向，線條i中第j個(gè)點(diǎn)的方向φ_ij的計(jì)算公式為：