[發(fā)明專利]基于改進(jìn)的RD算法的室內(nèi)距離向移動(dòng)SAR成像方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201711268453.2
• 申請(qǐng)日: 2017-12-05
• 公開（公告）號(hào): CN109870685B
• 公開（公告）日: 2023-01-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李彧晟;胡家銘;洪弘;顧陳;孫理;閆嘉明;熊俊軍;馬悅;朱曉華
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京理工大學(xué)
• 主分類號(hào): G01S13/90
• 分類號(hào): G01S13/90;G01S7/41
• 代理公司: 南京理工大學(xué)專利中心 32203
• 代理人: 馬魯晉

1.一種基于改進(jìn)的RD算法的室內(nèi)距離向移動(dòng)SAR成像方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在室內(nèi)劃定長(zhǎng)方形觀測(cè)區(qū)域，并將待測(cè)物體擺放在長(zhǎng)方形區(qū)域的一邊的邊緣，對(duì)其進(jìn)行檢測(cè)的雷達(dá)設(shè)置在區(qū)域內(nèi)相臨邊的邊緣，該雷達(dá)可移動(dòng)；

步驟2、雷達(dá)沿著距離向移動(dòng)對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)并得到原始雷達(dá)回波信號(hào)；

步驟3、利用室內(nèi)的定位系統(tǒng)確定雷達(dá)的移動(dòng)軌跡，并且利用該軌跡修正原始雷達(dá)回波信號(hào)；

步驟4、利用改進(jìn)的RD算法對(duì)步驟3得到的信號(hào)做處理，然后得到坐標(biāo)是(C′(i),D′(j))、幅度是A_i,j的初始的SAR圖像，其中C′(i)是方位向坐標(biāo)，D′(j)是距離向坐標(biāo)；得到SAR圖像的具體方法為：

步驟4-1、對(duì)步驟3修正過(guò)后的雷達(dá)回波信號(hào)f₀(s_t)做二維FFT，轉(zhuǎn)換到二維頻域F₀(f_τ,f_η)上，其中f_τ是距離向的頻率，f_η是方位向的頻率；

步驟4-2、利用改進(jìn)的濾波器對(duì)二維頻域F₀(f_τ,f_η)進(jìn)行處理，得到距離向聚焦的信號(hào)F₁(f_τ′,f_η′)，所述改進(jìn)的濾波器為：

其中，K_r為FMCW雷達(dá)的調(diào)頻斜率，V_p是雷達(dá)的移動(dòng)速度，c是光速，f_dc是雷達(dá)信號(hào)直流分量的頻率，f₀是FMCW雷達(dá)的載頻的頻率，λ₀是FMCW雷達(dá)載頻的波長(zhǎng)，L是理想路徑的總長(zhǎng)度；

步驟4-3、利用改進(jìn)的耦合補(bǔ)償濾波器H_cc對(duì)信號(hào)F₁(f_τ′,f_η′) 做去耦合處理，消除信號(hào)F₁中距離向和方位向的耦合，得到信號(hào)F₂(f_τ′,f_η′)；所述的耦合補(bǔ)償濾波器的公式為：

其中

步驟4-4、利用改進(jìn)后的方位向壓縮濾波器對(duì)信號(hào)F₂(f_τ′,f_η′)做處理，得到方位向聚焦的信號(hào)F₃(f_τ′,f_η′)，方位向壓縮濾波器為：

，

其中

步驟4-5、對(duì)信號(hào)F₃(f_τ′,f_η′)做二維IFFT轉(zhuǎn)換到時(shí)域上，得到N個(gè)像素點(diǎn)的SAR圖像；所述像素點(diǎn)的坐標(biāo)為(C′(i),D′(j))、幅度為A_i,j；N＝i×j；

步驟5、對(duì)步驟4得到的SAR圖像做幾何變換，最終可以獲得該區(qū)域的真正的SAR圖像(C(i),D(j))，其中C(i)是真實(shí)的方位向坐標(biāo)，D(j)是真實(shí)的距離向坐標(biāo)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)的RD算法的室內(nèi)距離向移動(dòng)SAR成像方法，其特征在于，步驟1中室內(nèi)長(zhǎng)方形觀測(cè)區(qū)域，包括A墻壁、B墻壁、C墻壁和D墻壁，A墻壁和C墻壁相平行，B墻壁和D墻壁相平行，A墻壁和B墻壁相垂直，待測(cè)物體擺在A墻壁的中間，雷達(dá)設(shè)置在B墻壁的中間，雷達(dá)天線朝向D墻壁；雷達(dá)采用FMCW雷達(dá)，并搭載在移動(dòng)載體上。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于改進(jìn)的RD算法的室內(nèi)距離向移動(dòng)SAR成像方法，其特征在于，步驟2中雷達(dá)對(duì)物體進(jìn)行檢測(cè)具體為：移動(dòng)載體沿著距離向移動(dòng)，即從B墻壁向D墻壁移動(dòng)，得到距離向上移動(dòng)的原始雷達(dá)回波信號(hào)f(S_t)，其中S_t是雷達(dá)在慢時(shí)域t接收到的矩陣，雷達(dá)波發(fā)射的方向?yàn)榫嚯x向，與距離向垂直的方向?yàn)榉轿幌颉?/p>