[發(fā)明專利]多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202210194897.0
• 申請(qǐng)日: 2022-03-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN114519778B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-11-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 滕飛;張漢卿;林赟;馮珊珊;韓冰;胡玉新;洪文
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T19/20;G06T7/11;G06T7/194
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司 11021
• 代理人: 周天宇

本公開(kāi)提供了一種多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)方法，包括：獲取多角度SAR的子孔徑圖像序列；對(duì)每張子孔徑圖像進(jìn)行分割，將每張子孔徑圖像分割成第一目標(biāo)區(qū)域和第一背景區(qū)域，對(duì)第一目標(biāo)區(qū)域和第一背景區(qū)域分別進(jìn)行標(biāo)記得到第一掩模圖像；根據(jù)第一掩模圖像確定第一背景區(qū)域中的陰影保護(hù)區(qū)域，對(duì)陰影保護(hù)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，得到第二掩模圖像；創(chuàng)建子孔徑圖像序列對(duì)應(yīng)的初始3D體素網(wǎng)格；根據(jù)第二掩膜圖像去除初始3D體素網(wǎng)格中非目標(biāo)體素，生成子孔徑圖像序列對(duì)應(yīng)的3D點(diǎn)云模型；根據(jù)3D點(diǎn)云模型對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維重構(gòu)。本公開(kāi)還提供一種多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開(kāi)涉及SAR技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)(synthetic aperture radar,SAR)幅度圖像可以用來(lái)提取觀測(cè)場(chǎng)景的三維信息，SAR立體攝影是一種利用多幅SAR幅度圖像提取場(chǎng)景高程信息的有效技術(shù)手段，但受限于成像幾何關(guān)系和SAR圖像中的陰影和疊掩現(xiàn)象，雷達(dá)攝影無(wú)法獲取觀測(cè)目標(biāo)的全方位三維信息。

多角度SAR是一種新體制的SAR工作模式，雷達(dá)可以通過(guò)多角度對(duì)目標(biāo)進(jìn)行觀測(cè)，圓跡SAR是多角度SAR的一種，指雷達(dá)通過(guò)360°圓形軌跡對(duì)目標(biāo)進(jìn)行全方位觀測(cè)。多角度SAR可獲取目標(biāo)更為豐富的三維信息，但也給三維重構(gòu)帶來(lái)了新的挑戰(zhàn)。目前，基于多角度SAR子孔徑圖像序列的目標(biāo)三維重構(gòu)方法大多在傳統(tǒng)雷達(dá)攝影技術(shù)基礎(chǔ)上修改而來(lái)，重構(gòu)過(guò)程中未考慮寬角SAR中復(fù)雜的陰影現(xiàn)象，雷達(dá)攝影實(shí)質(zhì)上是一種基于特征匹配的三維提取技術(shù)，而多角度SAR數(shù)量眾多的子孔徑大大地增加了匹配過(guò)程的計(jì)算量。同時(shí)，在多角度SAR多角度觀測(cè)數(shù)據(jù)中，地物往往會(huì)表現(xiàn)出復(fù)雜的各向異性散射特征，一些地面目標(biāo)和復(fù)雜結(jié)構(gòu)目標(biāo)的回波則存在復(fù)雜的多徑散射現(xiàn)象，這些均導(dǎo)致了基于特征匹配的三維重構(gòu)算法在處理多角度SAR數(shù)據(jù)時(shí)具有精度低、錯(cuò)誤率高和計(jì)算復(fù)雜度的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

（一）要解決的技術(shù)問(wèn)題

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出一種多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)方法、裝置、設(shè)備及介質(zhì)，用于至少部分解決上述技術(shù)問(wèn)題。

（二）技術(shù)方案

根據(jù)本公開(kāi)的第一方面，提供一種多角度SAR數(shù)據(jù)的目標(biāo)三維重構(gòu)方法，包括：獲取多角度SAR的子孔徑圖像序列；對(duì)每張子孔徑圖像進(jìn)行分割，將每張子孔徑圖像分割成第一目標(biāo)區(qū)域和第一背景區(qū)域，對(duì)第一目標(biāo)區(qū)域和第一背景區(qū)域分別進(jìn)行標(biāo)記得到第一掩模圖像；根據(jù)第一掩模圖像確定第一背景區(qū)域中的陰影保護(hù)區(qū)域，對(duì)陰影保護(hù)區(qū)域進(jìn)行標(biāo)記，得到第二掩模圖像；其中，陰影保護(hù)區(qū)域指第一背景區(qū)域中目標(biāo)被遮擋而無(wú)法產(chǎn)生回波數(shù)據(jù)的圖像區(qū)域；創(chuàng)建子孔徑圖像序列對(duì)應(yīng)的初始3D體素網(wǎng)格；根據(jù)第二掩膜圖像去除初始3D體素網(wǎng)格中非目標(biāo)體素，生成子孔徑圖像序列對(duì)應(yīng)的3D點(diǎn)云模型；根據(jù)3D點(diǎn)云模型對(duì)目標(biāo)進(jìn)行三維重構(gòu)。

可選的，根據(jù)第一掩模圖像確定第一背景區(qū)域中的陰影保護(hù)區(qū)域包括：將第一掩模圖像投影至極坐標(biāo)系，得到第一掩模圖像中各像素點(diǎn)的坐標(biāo)值；其中，極坐標(biāo)系的極點(diǎn)位于子孔徑航跡中心點(diǎn)，極軸方向與多角度SAR子孔徑航跡中心點(diǎn)處的速度方向一致；計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)生的最大陰影長(zhǎng)度；根據(jù)各像素點(diǎn)的坐標(biāo)值和最大陰影長(zhǎng)度確定陰影保護(hù)區(qū)域。

可選的，計(jì)算目標(biāo)產(chǎn)生的最大陰影長(zhǎng)度包括：

通過(guò)公式：

計(jì)算最大陰影長(zhǎng)度，其中，為目標(biāo)產(chǎn)生的最大陰影長(zhǎng)度，為目標(biāo)最大高度值，為目標(biāo)位置處的雷達(dá)波束入射角。

可選的，根據(jù)各像素點(diǎn)的坐標(biāo)值和最大陰影長(zhǎng)度確定陰影保護(hù)區(qū)域包括：在第一掩膜圖像中，對(duì)于第一背景區(qū)域中坐標(biāo)值為的像素點(diǎn)i，判斷像素點(diǎn)i與坐標(biāo)值為的像素點(diǎn)所確定的線段上是否至少存在一個(gè)屬于第一目標(biāo)區(qū)域的像素點(diǎn)；若是，則確定像素點(diǎn)i屬于陰影保護(hù)區(qū)域。