[發明專利]一種極化SAR船舶速度估計方法及系統

有效

• 申請號: 201710859284.3
• 申請日: 2017-09-21
• 公開（公告）號: CN107610160B
• 公開（公告）日: 2020-05-08
• 發明（設計）人: 汪長城;沈鵬
• 申請（專利權）人: 中南大學
• 主分類號: G06T7/30
• 分類號: G06T7/30;G06T5/30;G06T7/60
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 王瑩;吳歡燕

本發明提供一種極化SAR船舶速度估計方法及系統，所述方法包括：S1，使用目標檢測算法從待檢測區域的主影像的散射全功率圖中檢測出船舶；S2，對于檢測出的每只船舶，以該船舶為匹配窗口，將所述匹配窗口在所述待檢測區域的從影像的搜索窗口中移動，獲取所述匹配窗口中主影像塊與各從影像塊之間的極化矩陣相似值；S3，根據所述主影像塊的中心位置和最大所述極化矩陣相似值對應的從影像塊相應位置的差值，并結合SAR成像參數獲取該船舶的速度。本發明方法簡單，能精確獲取到船舶的速度。

技術領域

本發明涉及圖像處理應用領域，更具體地，涉及一種極化SAR船舶速度估計方法及系統。

背景技術

隨著改革開放以來，我國經濟快速發展，海上運輸也得到了迅速發展，船舶在數量、噸位、航速等方面迅猛發展，正朝著標準化、大型化、現代化方向發展。但是隨著船舶航運的繁榮發展，在取得巨大便利的同時，航運事故(船舶相撞、船觸礁等)發生頻率也越來越高。這些事故嚴重影響船舶航行順利和人民生命安全，同時對海洋河流的生態平衡造成嚴重威脅。因此對航道上往來船舶進行自動識別以及速度檢測，對于減少船舶航運事故和指導海上交通安全規劃、科學決策具有重要意義。

目前用來進行船舶測速的技術主要是有ATI技術和SAR-GMTI技術。ATI是合成孔徑雷達的順軌干涉(Along-Track Interferometry)的簡稱，該方法只是用于兩次衛星觀測時間間隔很短(ms級別)的情況下才可以測得船舶沿視線方向的一維速度。SAR-GMTI則是指合成孔徑雷達地面移動目標監測(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving TagetIndication)一類技術，可以用于雷達監視、監控等民用軍用領域。該技術不受天氣的影響而且可得知海面狀況信息，但是容易受到運動目標散焦效應和方位向模糊等因素的影響，而且受到目前SAR衛星長重返周期的影響不能夠實時檢測船舶動態。

2007年6月德國發射TanDEM-X衛星，到目前為止該衛星可以提供全極化SAR數據，而且有著追逐式、并行式和交替式等三種成像模式。尤其是雙星追逐式成像模式，對同一區域進行時間間隔約為10s的連續觀測，這為偵測地面移動目標提供了契機。

發明內容

為克服上述不能準確檢測船舶速度的問題或者至少部分地解決上述問題，本發明提供了一種極化SAR船舶速度估計方法及系統。

根據本發明的第一方面，提供一種極化SAR船舶速度估計方法，包括：

S1，使用目標檢測算法從待檢測區域的主影像的散射全功率圖中檢測出船舶；

S2，對于檢測出的每只船舶，以該船舶為匹配窗口，將所述匹配窗口在所述待檢測區域的從影像的搜索窗口中移動，獲取所述匹配窗口中主影像塊與各從影像塊之間的極化矩陣相似值；

S3，根據所述主影像塊的中心位置與最大所述極化矩陣相似值對應的從影像塊相應位置的差值，并結合SAR成像參數獲取該船舶的速度。

具體地，所述步驟S1之前還包括：

將待檢測區域的主影像的HH極化通道影像作為參考影像，使用灰度匹配方法將所述待檢測區域的從影像的HH極化通道影像配準到所述主影像的坐標系下；

根據所述從影像的HH極化通道影像配準到所述主影像的坐標系下的配準文件，將所述從影像的HV、VH和VV極化通道影像配準到所述主影像的坐標系下。

具體地，所述步驟S1之前還包括通過以下公式獲取所述主影像的散射全功率圖Span：

Span＝|S_HH|²+2|S_HV|²+|S_VV|²；