[發(fā)明專利]采用stl格式3D模型反演生成目標(biāo)SAR圖像的方法

有效

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• 申請日: 2022-03-08
• 公開（公告）號: CN114332440B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 冷盛林;馬志強;鄭云;柯樹林
• 申請（專利權(quán)）人: 南京雷電信息技術(shù)有限公司
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 南京華恒專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32335
• 代理人: 裴素艷

本發(fā)明公開的采用stl格式3D模型反演生成目標(biāo)SAR圖像的方法，包括：讀取stl格式的3D模型文件，獲取文件中表示3D模型幾何信息的三角面片集合的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；對三角面片進(jìn)行等間隔的網(wǎng)格化分割和投影處理，生成目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型文件；轉(zhuǎn)換成目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)格式進(jìn)行存儲；對目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，使得相對于旋轉(zhuǎn)后的目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)雷達(dá)入射方位角度變成了180度；使用旋轉(zhuǎn)后的目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)開展目標(biāo)SAR成像仿真。本發(fā)明能夠獲得不同分辨率、在不同的斜視角、擦地角成像場景下，不同擺放姿態(tài)的目標(biāo)的SAR仿真圖像。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及合成孔徑雷達(dá)成像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及采用stl格式3D模型反演生成目標(biāo)SAR圖像的方法。

背景技術(shù)

合成孔徑雷達(dá)（Synthetic Aperture Radar，SAR）成像具有全天時、全天候、可穿透性等優(yōu)點，它在不同頻段、不同極化下可得到目標(biāo)的高分辨率雷達(dá)圖像，為人們提供非常有用的目標(biāo)信息，已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于經(jīng)濟和科技等眾多領(lǐng)域，有著廣泛的應(yīng)用前景和發(fā)展?jié)摿Α?/p>

近年來以機器學(xué)習(xí)為主的目標(biāo)SAR圖像快速識別和分類的方法正在迅速發(fā)展，但機器學(xué)習(xí)需要大量的樣本提供訓(xùn)練。所需樣本包括不同類型目標(biāo)，如飛機、車輛等，以及對這些目標(biāo)的不同分辨率、不同成像角度的SAR圖像；但要獲取其他國家或地區(qū)的目標(biāo)，尤其是尚未公開目標(biāo)的SAR圖像數(shù)據(jù)是不可能實現(xiàn)的。對于國內(nèi)的某些目標(biāo)，若是想獲取不同樣本的真實的目標(biāo)SAR圖像，需要通過飛機搭載成像雷達(dá)在天上做飛行試驗才能得到，所耗費的成本非常巨大。因此，只能通過目標(biāo)SAR圖像仿真技術(shù)來解決以上問題，目標(biāo)SAR圖像的仿真具有重要意義。但目前國內(nèi)大都集中在SAR成像算法的研究上，對目標(biāo)的SAR圖像仿真所做的研究非常少。

發(fā)明內(nèi)容

發(fā)明目的：本發(fā)明目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種采用stl格式3D模型反演生成目標(biāo)SAR圖像的方法，能夠獲得不同分辨率、在不同的斜視角、擦地角成像場景下，不同擺放姿態(tài)的目標(biāo)的SAR仿真圖像。

技術(shù)方案：本發(fā)明所述采用stl格式3D模型反演生成目標(biāo)SAR圖像的方法，包括如下步驟：S1：讀取stl格式的3D模型文件，獲取文件中表示3D模型幾何信息的三角面片集合的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，每個三角面片由一個法向矢量和三個頂點組成，每個頂點均通過三維坐標(biāo)來表示，；S2：對所有三角面片進(jìn)行等間隔的網(wǎng)格化分割和投影處理，計算目標(biāo)x-y坐標(biāo)平面網(wǎng)格中每個網(wǎng)格點的高度信息，生成目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型文件；S3：將目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型文件做旋轉(zhuǎn)和高度信息重量化處理，得到目標(biāo)的DEM數(shù)據(jù)文件；S4：對目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，使得雷達(dá)波束入射方位角度相對于旋轉(zhuǎn)后的目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)，變成為180度；S5：使用旋轉(zhuǎn)后的目標(biāo)DEM數(shù)據(jù)開展目標(biāo)SAR成像仿真。

進(jìn)一步完善上述技術(shù)方案，所述S1中獲取二進(jìn)制的stl格式3D模型文件，讀取文件中表示三角面片的頂點1、頂點2、頂點3的坐標(biāo)集合。

進(jìn)一步地，所述S2中設(shè)網(wǎng)格化分割所用的分辨率為，3D模型文件原分辨率為，

S21、構(gòu)造3D模型文件在x-y坐標(biāo)中的平面劃分網(wǎng)格

設(shè)、分別是集合、、中x軸坐標(biāo)的最小值和最大值，、分別是集合、、中y軸坐標(biāo)的最小值和最大值，在矩形內(nèi)，按照分辨率劃分網(wǎng)格，對于網(wǎng)格中的任何一點，其對應(yīng)的平面坐標(biāo)值為

(1)

為了便于后續(xù)構(gòu)造目標(biāo)的三維網(wǎng)格模型，將網(wǎng)格中的每一點的高度都初始化為-100000；

S22、對每個三角面片進(jìn)行網(wǎng)格化分割

對于三角面片，由頂點1和頂點3構(gòu)成的邊，按照分辨率進(jìn)行等步長分割后得到多個新的分割點，記為，由頂點2和頂點3構(gòu)成的邊，按照分辨率進(jìn)行等步長分割后，得到多個新的分割點，記為，分割點為頂點1，分割點為頂點2；