[發明專利]進動椎體目標三維成像方法、裝置及電子設備

在審

• 申請號: 201811545847.2
• 申請日: 2018-12-17
• 公開（公告）號: CN109471108A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 何興宇;童寧寧;郭藝奪;胡曉偉
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍空軍工程大學
• 主分類號: G01S13/90
• 分類號: G01S13/90
• 代理公司: 北京超凡志成知識產權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 鄧超

本發明提供了進動椎體目標三維成像方法、裝置及電子設備，包括：首先，獲取目標對象的三維模型及相關表達式，對其中的回波信號表達式進行處理，得到散射點的一維距離像，變換后得到目標對象的一維距離像，然后，獲取稀疏孔徑散射系數以及第一稀疏基矩陣，并據此得到全孔徑信號的重構表達式，通過對全孔徑信號進行方位向壓縮得到目標對象的二維成像，最后，獲取目標對象的三維重構條件表達式，并結合多個二維成像，得到目標對象的三維重構圖像。解決了現有技術中采用傳統ISAR成像算法難以獲得理想的目標像，進而無法獲得高精度進動椎體目標的三維成像的問題。

技術領域

本發明涉及三維成像技術領域，尤其是涉及進動椎體目標三維成像方 法、裝置及電子設備。

背景技術

考慮利用實測數據對微動目標回波信號研究代價較為高昂，研究中通 常對微動目標建模以獲取仿真數據，目前比較常用的有點散射模型以及利 用電磁計算軟件模型兩種。

對建立的進動椎體目標模型的ISAR二維成像表明，進行二維ISAR成 像僅能得到目標的三維分布在二維成像平面的投影，并不能夠反映目標全 面的特征信息，進而影響目標的特征提取及識別，而對進動目標的三維 ISAR成像可獲得比二維ISAR像更為豐富可靠的目標特征信息，目前比較 常用的三維成像方法，包括三維snapshot成像和干涉ISAR三維成像，通常 都依賴于傳統的ISAR成像方法。

對于微動目標，尤其是包含高速自旋和進動的彈道目標，各散射點的 距離和多普勒在成像時間內是時變的，且目標散射點在成像積累時間內通 常已轉動多個周期，不符合傳統ISAR成像算法的假設，因而采用傳統ISAR 成像算法難以獲得理想的目標像，進而無法獲得高精度進動椎體目標的三 維成像。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供進動椎體目標三維成像方法、裝置 及電子設備，以解決現有技術中存在的難以獲得高精度的進動椎體目標的 三維成像的技術問題。

第一方面，本發明實施例提供了進動椎體目標三維成像方法，所述方 法包括：

獲取目標對象的三維模型、自旋矩陣、距離向表達式、方位向投影位 置表達式以及雷達發射脈沖的回波信號表達式，其中，所述距離向表達式 為所述三維模型上的散射點在雷達的距離向表達式，所述方位向投影位置 表達式為所述三維模型上的散射點在雷達方位向的投影位置表達式；

對所述回波信號表達式進行處理，得到所述散射點的一維距離像；

對所述散射點的一維距離像進行變換，并根據所述距離向表達式、所 述方位向投影位置表達式和所述自旋矩陣，得到目標對象的一維距離像；

獲取稀疏孔徑散射系數以及第一稀疏基矩陣；

根據所述稀疏孔徑散射系數以及所述第一稀疏基矩陣，得到全孔徑信 號的重構表達式；

通過對所述全孔徑信號進行方位向壓縮得到目標對象的二維成像；

獲取所述目標對象的三維重構條件表達式；

根據所述三維重構條件表達式，并結合多個所述二維成像進行反投影， 得到目標對象的三維重構圖像。

結合第一方面，本發明實施例提供了第一方面的第一種可能的實施方 式，其中，還包括：

獲取目標對象的三維模型、參考距離、第一單位向量以及散射點的坐 標向量，其中，所述三維模型包含本體坐標系、進動坐標系、自旋軸和進 動軸，所述自旋軸和進動軸的交點為參考點；所述參考距離為所述參考點 與雷達之間的距離；所述第一單位向量為雷達視線在本體坐標系中的單位 向量；

根據所述三維模型、所述參考距離、所述第一單位向量以及所述散射 點的坐標向量，得到所述三維模型上的散射點在雷達的距離向表達式。