本文選題：逆合成孔徑雷達(dá)　切入點：高斯-伽馬整形雙窗　出處：《哈爾濱工業(yè)大學(xué)》2014年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：逆合成孔徑雷達(dá)(Inverse synthetic aperture radar,ISAR)是一種針對移動目標(biāo)在橫向-多普勒域成像的信號處理技術(shù)。ISAR在結(jié)構(gòu)特點上,主要體現(xiàn)為目標(biāo)處于持續(xù)運動時,雷達(dá)位置卻是不變的,這樣的目標(biāo)有船舶、衛(wèi)星、空間站、飛機(jī)以及坦克等。由于ISAR成像不受氣候、時間以及距離的限制,因此其應(yīng)用前景備受研究者們青睞。作為ISAR的一個重要研究領(lǐng)域,基于ISAR圖像序列的三維重構(gòu)將極大的豐富目標(biāo)物體的分類及識別手段。本文完成了對實測數(shù)據(jù)的三維重構(gòu)。充分考慮了實際的ISAR成像過程中圖像具備的特點,有針對性的提出了解決方法。針對單基地ISAR的成像機(jī)制,闡述了ISAR二維圖像序列產(chǎn)生的過程,并建立了目標(biāo)上穩(wěn)定、可跟蹤的散射點構(gòu)成的觀測矩陣模型,隨后討論了二維圖像序列完成三維重構(gòu)所需的條件。在ISAR成像的過程中,由于受到斑點噪聲的污染,使得較為常用的Canny邊緣檢測器失效。本文采用了基于高斯-伽馬整形雙窗的邊緣檢測器,提高了ISAR圖像的去噪性能,然后利用基于梯度的角點提取算法,獲取幀圖像上的角點信息(即目標(biāo)特征點在像平面的投影點)。跟蹤目標(biāo)散射點點在像平面的投影點,采用基于金字塔的Lucas-Kanade光流算法,在圖像序列上對它們進(jìn)行跟蹤,圖像金字塔解決了像平面內(nèi)散射點投影的大運動所造成的局部定位不精確問題,放寬了對相鄰圖像幀運動間隙過小的要求,Lucas-Kanade光流法用來跟蹤圖像序列間的特征點,跟蹤完成后得到特征點投影坐標(biāo)便構(gòu)成了觀測矩陣。最終重構(gòu)結(jié)果是目標(biāo)的散射點結(jié)構(gòu)。本文采用的因子分解法,從觀測矩陣中分解出運動矩陣和三維結(jié)構(gòu)矩陣,解決了分解不唯一和非正定的問題,最后得到合乎要求的三維結(jié)構(gòu)矩陣,恢復(fù)出目標(biāo)的立體散射結(jié)構(gòu)。該方法最后應(yīng)用到了模擬的Hotel轉(zhuǎn)臺模型和實測的空間站數(shù)據(jù)上,對兩個目標(biāo)分別進(jìn)行了散射重構(gòu)。
[Abstract]:Inverse synthetic aperture radar (ISAR) is a signal processing technique for imaging moving targets in transverse-Doppler domain. Such targets include ships, satellites, space stations, aircraft and tanks. Because ISAR imaging is not limited by climate, time and distance, its application prospects are favored by researchers. As an important research area of ISAR, 3D reconstruction based on ISAR image sequence will greatly enrich the classification and recognition methods of target objects. In this paper, the 3D reconstruction of measured data is completed, and the characteristics of the images in the actual ISAR imaging process are fully considered. Aiming at the imaging mechanism of monostatic ISAR, the process of ISAR two-dimensional image sequence generation is expounded, and the observation matrix model of stable and traceable scattering points on target is established. After that, the conditions for 3D reconstruction of 2D image sequences are discussed. In the process of ISAR imaging, the images are contaminated by speckle noise. In this paper, the edge detector based on Gauss Gamma shaping window is used to improve the denoising performance of ISAR image, and then the corner extraction algorithm based on gradient is used. The corner information on the frame image is obtained (that is, the projection point of the target feature point in the image plane.) tracking the projection point of the scattering point of the target in the image plane, using the Lucas-Kanade optical flow algorithm based on the pyramid, tracking them on the image sequence. The image pyramid solves the problem of local imprecision caused by the large motion of scattering point projection in the image plane, and relaxes the requirement that the motion gap of adjacent image frame is too small. Lucas-Kanade optical flow method is used to track the feature points between image sequences. After tracking, the projective coordinates of feature points are obtained to form the observation matrix, and the final reconstruction result is the scattering point structure of the target. In this paper, the motion matrix and the three-dimensional structure matrix are decomposed from the observation matrix by the factor decomposition method. The problem of non-unique and non-positive definite decomposition is solved, and the three-dimensional structure matrix is obtained, and the three-dimensional scattering structure of the target is restored. Finally, the method is applied to the simulated Hotel turntable model and the measured space station data. The scattering reconstruction of the two targets is carried out respectively.
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：TN957.52

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8 ;A COMPARISON OF SOME ELECTRONIC COUNTERMEASURES ON INVERSE SYNTHETIC APERTURE RADAR (ISAR)[J];Journal of Electronics;2006年01期

9 ;NEW RANGE ALIGNMENT ALGORITHM FOR ISAR BASED ON HIGH ORDER MOMENT[J];Journal of Electronics(China);2007年04期

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本文編號：1648990