[發明專利]一種基于多通道多波段的高分辨水下雷達成像系統

在審

• 申請號: 201811390877.0
• 申請日: 2018-11-21
• 公開（公告）號: CN109444884A
• 公開（公告）日: 2019-03-08
• 發明（設計）人: 王保平;鄭俊浩;馮景南;王夏菲
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90;G01S7/42
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本發明提供了一種基于多通道多波段的高分辨水下雷達成像系統，電源模塊分別為數據采集模塊、數據處理模塊和中央處理模塊供電，數據采集模塊對圖像數據進行采樣，將采樣后的數據送至數據處理模塊進行地形圖像特征提取及成像算法處理，中央處理模塊為系統的主控單元，進行系統數據的控制與通信。本發明通過使用通用處理器CPU作為運行載體，聯合多核DSP作為協處理器進行算法處理的硬件加速，得到基于硬件架構的信號處理系統，最終實現具有多通道多波段、高速數據處理、數據傳輸和存儲功能的水下雷達成像系統。

技術領域

本發明涉及水域航行雷達成像處理技術領域，尤其是一種基于多通道多波段的高分辨水下雷達成像系統。

背景技術

文獻“水下距離選通成像雷達激光照明模型，光學學報，2016，36(04):47-52”公開了一種水下距離選通成像雷達激光照明模型。該模型所采用的基于脈沖激光器的水下距離選通成像雷達方法是水下光電探測的重要手段之一，為了在探測距離內獲得有效的照明范圍，在小角度散射條件下，推導了水體光束擴展函數，提出了一種水下高斯光束激光照明模型。模型誤差隨著照明距離和激光發散角的增加而變大，在目標平面直徑為1m的圓形照明區域條件下，仿真得到的照明光斑半徑在8.5個衰減長度范圍內與實測值誤差不超過0.1m。

文獻所述方法在水下雷達探測過程中受到雷達天線的長度限制，無法獲得合成孔徑淺海掃描信息，缺少測量散射信號產生表征散射強度的圖像信息；此外，該方法所具備的單通道與波段的極化SAR由雷達單一參數所確定，只能提供單一通道的監測信息，因此所獲得到信息量有限，造成水下雷達成像的分辨率較低。

發明內容

為了克服現有技術的不足，提高水下探測成像的分辨率，本發明提供一種基于多通道多波段的高分辨水下雷達成像系統，主要針對水下高分辨多波段多極化SAR成像的處理和裝備研究，通過多通道數據采集模塊增加了預處理成像數據量并減小整體誤差，再經過數據處理模塊完成多波段多極化SAR成像處理下的水下目標成像。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種多通道多波段的高分辨水下雷達成像系統，包括中央處理模塊、數據采集模塊、數據處理模塊和電源模塊，電源模塊分別為數據采集模塊、數據處理模塊和中央處理模塊供電，數據采集模塊對圖像數據進行采樣，將采樣后的數據送至數據處理模塊進行地形圖像特征提取及成像算法處理，中央處理模塊為系統的主控單元，進行系統數據的控制與通信。

所述的中央處理模塊包括CPU、EEPROM存儲器、Nor Flash和時鐘模塊，時鐘模塊為CPU提供工作脈沖信號，EEPROM存儲器和Nor Flash中存儲CPU的控制程序，CPU從EEPROM存儲器和Nor Flash中讀取控制程序并發送START啟動信號，利用START啟動信號作為使能信號實現對數據采集模塊、數據處理模塊進行邏輯控制，進而使圖像數據被數據采集模塊采集，使數據處理模塊對數據采集模塊的采集數據進行數據處理。

所述的數據采集模塊包括AD采集模塊和DDR3模塊，AD采集模塊將采集的圖像信息通過串口傳輸到預先設置好的緩存區中，該緩存區為雙倍速率同步動態隨機存儲器，即所述DDR3模塊。

所述的數據處理模塊包括DSP模塊、TELEMAC圖像處理模塊組、RGB模塊組和存儲模塊，當接收到CPU端發送的START信號時，從所述DDR3模塊中讀取多通道預圖像處理數據，對多通道預圖像處理數據通過TELEMAC圖像處理模塊組進行多通道多波段的圖像信息處理，獲取到多通道預圖像數據各自對應的一組初始數據；將所述多組初始數據在RGB模塊組中進行RGB變換，得到變換后的目標數據，將所述目標數據存儲至存儲模塊中，當完成對存儲模塊中圖像數據的存儲操作后，則向CPU發送響應信息。