[發明專利]一種目標成像方法

有效

• 申請號: 201710952661.8
• 申請日: 2017-10-13
• 公開（公告）號: CN107945240B
• 公開（公告）日: 2021-04-13
• 發明（設計）人: 陳曉江;李欣怡;馮超;王舉;常儷瓊;房鼎益
• 申請（專利權）人: 西北大學
• 主分類號: G06T11/00
• 分類號: G06T11/00;G06T7/514
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所 61216
• 代理人: 李婷;周春霞

1.一種目標成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一，在監測區域內建立二維坐標系，根據射頻鏈路上的基準信號的基準相位值和對比信號的對比相位值，求相位變換；根據相位變換利用透射模型公式求厚度信息，獲取厚度信息所在位置處的方向角信息；

其中，所述的對比信號為射頻鏈路上放置了目標，測得的射頻鏈路上的信號；

所述的相位變換包括二維坐標系的x軸對應的相位變換和y軸對應的相位變換；

所述的厚度信息包括二維坐標系的x軸對應的厚度信息和y軸對應的厚度信息；

所述的方向角信息包括二維坐標系的x軸對應的方向角信息和y軸對應的方向角信息；

步驟二，根據x軸對應的相位變換和方向角信息，以及y軸對應的相位變換和方向角信息，利用邊界頂點確定方法確定目標區域；目標區域由x軸方向的上邊界uX和下邊界lX，以及y軸方向的上邊界uY和下邊界lY圍成；

步驟三，在目標區域的每個邊界線上分別選取一個初始點，所有初始點連接形成初始區域；

步驟四，選取初始區域的邊界線中與x軸相對的邊界線，根據目標物體在x軸方向的上邊界uX和下邊界lX之間的方向角信息，獲得每一個方向角信息對應的起點坐標，根據方向角信息對應的厚度信息，得到該起點坐標對應的終點坐標；將所有的起點坐標和終點坐標連接，形成x軸方向的疑似目標圖像；

選取初始區域的邊界線中與y軸相對的邊界線，根據目標物體在y軸方向的上邊界uY和下邊界lY之間的方向角信息，獲得每一個方向角信息對應的起點坐標，根據方向角信息對應的厚度信息，得到該起點坐標對應的終點坐標；將所有的起點的坐標和終點坐標連接，形成y軸方向的疑似目標圖像；

求組成x軸方向的疑似目標圖像的像素點與組成y軸方向的疑似目標圖像的像素點的并集，若得到的并集結果中的像素點的個數大于設定閾值，則返回步驟三，在目標區域的每個邊界線上重新分別選取一個初始點，直到得到并集結果中的像素點的個數小于設定閾值，則并集結果中的像素點形成的圖像即為目標圖像。

2.如權利要求1所述的目標成像方法，其特征在于，所述步驟二中的根據x軸對應的相位變換和方向角信息，以及y軸對應的相位變換和方向角信息，利用邊界頂點確定方法確定目標區域；具體過程如下：

根據x軸對應的相位變換和方向角信息，標簽陣列x中第一個標簽，其在位置j處的相位變換用ΔθX_j表示，求目標物體在x軸方向的下邊界lX；采用的公式如下：

lX＝{d|J(d)T_lX}

T_lX為設定閾值，W是用于減少虛警的魯棒窗口，ΔθX_j表示標簽陣列x中第一個標簽，其在位置j處的相位變換；

下邊界lX為最終得到的位置d處的方向角信息；

求目標物體在x軸方向的上邊界uX，采用的公式如下：

uX＝{d|J(d)T_uX}

其中，T_uX為設定閾值；上邊界uX為最終得到的位置d處的方向角信息；

求目標物體在y軸方向的下邊界lY,采用的公式如下：

lY＝{d|J(d)T_lY}

其中，T_lY為設定閾值；ΔθY_j表示標簽陣列y中第一個標簽在位置j處的相位變換；下邊界lY為最終得到的位置d處的方向角信息；

求目標物體在y軸方向的上邊界uY，采用的公式如下：

uY＝{d|J(d)T_uY}

其中，T_uY為設定閾值；上邊界uY為最終得到的位置d處的方向角信息；

求目標區域的四個頂點，采用的方法如下：

上邊界uX的方程為：

下邊界lX的方程為：

上邊界uY的方程為：

下邊界lY的方程為：

其中，x_Ax為標簽陣列x中第一個標簽的橫坐標；y_Ay為標簽陣列y中第一個標簽的縱坐標；為x軸方向的上邊界uX對應的方向角信息，為下邊界lX對應的方向角信息，為y軸方向的上邊界uY對應的方向角信息，為下邊界lY對應的方向角信息；

求解所述四個方程，得到目標區域的四個頂點。

3.如權利要求1所述的目標成像方法，其特征在于，所述步驟四中的根據目標物體在x軸方向的上邊界uX和下邊界lX之間的方向角信息，獲得方向角信息對應的起點坐標，采用的方法如下：

記形成初始區域的四個初始點分別為IP1、IP2、IP3和IP4，邊界VP1VP2和邊界VP1VP4與x軸相對，目標物體在x軸方向的上邊界uX和下邊界lX之間的任意一個方向角信息θ^x與VP1VP2有交點，則起點采用如下公式計算：

其中，(x_VP1,y_VP1)為VP1的坐標，(x_VP2,y_VP2)為VP2的坐標，x_Ax為標簽陣列x中第一個標簽的橫坐標；

若方向角信息與VP1VP4有交點，則起始點采用如下公式計算：

其中，(x_VP1,y_VP1)為VP1的坐標，(x_VP4,y_VP4)為VP4的坐標；

邊界VP1VP2和邊界VP2VP3與y軸相對，目標物體在y軸方向的上邊界uY和下邊界lY之間的任意一個方向角信息為θ^y與VP1VP2有交點，則起始點采用如下公式計算：

其中，(x_VP1,y_VP1)為VP1的坐標，(x_VP2,y_VP2)VP2的坐標；

目標物體在y軸方向的上邊界uY和下邊界lY之間的任意一個方向角信息為θ^y與VP2VP3有交點，則起始點采用如下公式計算：

其中，(x_VP2,y_VP2)為VP2的坐標，(x_VP3,y_VP3)為VP3的坐標；

所述的步驟四中的根據方向角信息對應的厚度信息，得到該起點坐標對應的終點坐標，對于x軸方向，終點坐標采用如下公式計算：

其中，D^Ax為方向角信息θ^x對應的厚度信息；

對于y軸方向，終點坐標采用如下公式計算：

其中，D^Ay為方向角信息θ^y對應的厚度信息。