發(fā)布時(shí)間：2017-09-19 10:47

  本文關(guān)鍵詞：多基站ISAR成像融合算法研究

  更多相關(guān)文章： 多基站 ISAR 物理光學(xué)法 數(shù)據(jù)融合 圖像融合

【摘要】：雖然近年來(lái)單基站ISAR雷達(dá)成像在分辨率增強(qiáng)方面取得了快速發(fā)展,卻沒(méi)有提高目標(biāo)識(shí)別的性能。由于單基站雷達(dá)存在目標(biāo)遮擋問(wèn)題,在某些雷達(dá)視角下,目標(biāo)上的某些部分在雷達(dá)圖像中不可見(jiàn),這帶來(lái)了利用目標(biāo)ISAR像進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別的困難。但是,當(dāng)從不同角度獲得同一目標(biāo)的信息時(shí),可用知識(shí)增加,這樣讓更多有用的目標(biāo)信息被提取出來(lái)。因此要解決此問(wèn)題,可利用多基站雷達(dá),獲得目標(biāo)在不同視角下的圖像,一幅ISAR像中不可見(jiàn)的信息可在另一些ISAR圖像中體現(xiàn),若對(duì)多基站獲得的不同視角下的ISAR進(jìn)行融合,可增強(qiáng)一幅圖像中強(qiáng)度較弱的散射點(diǎn),也可將一幅圖像中不可見(jiàn)點(diǎn)顯示出來(lái),獲得目標(biāo)更多的信息,從而有利于目標(biāo)識(shí)別。雖然每幅圖像的分辨率不同,但融合技術(shù)可以處理來(lái)自多個(gè)逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR)的原始數(shù)據(jù)。合成圖像可以通過(guò)坐標(biāo)變換等,將不同基站的數(shù)據(jù),即不同坐標(biāo)系的數(shù)據(jù)根據(jù)它們之間的幾何關(guān)系變換到同一坐標(biāo)系里,再在多個(gè)分開(kāi)的積分區(qū)域做逆2-D傅里葉變換得到。因此,本文分別通過(guò)圖像融合和數(shù)據(jù)融合方法,對(duì)不同基站的雷達(dá)的信息進(jìn)行合成的研究是很有實(shí)際意義和價(jià)值的。首先,本文介紹了多基站ISAR成像融合的基礎(chǔ)知識(shí)——ISAR轉(zhuǎn)臺(tái)成像原理,計(jì)算出ISAR所成二維像的距離和橫向分辨率,并分析了數(shù)據(jù)域的采樣區(qū)域和分辨率的關(guān)系。還介紹了ISAR成像的最常見(jiàn)的算法——小轉(zhuǎn)角下的距離—多普勒(R-D)FFT算法。然后,采用部件分解法對(duì)導(dǎo)彈目標(biāo)(小鈍頭單錐形目標(biāo)和小鈍頭雙錐形目標(biāo))建模,利用物理光學(xué)法計(jì)算目標(biāo)的散射場(chǎng),從而得到目標(biāo)在不同姿態(tài)、不同雷達(dá)參數(shù)下的回波數(shù)據(jù),即轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)下的ISAR回波信號(hào)。對(duì)此信號(hào)采用RD算法處理即得到目標(biāo)的二維ISAR圖像。仿真結(jié)果同時(shí)也驗(yàn)證了導(dǎo)彈目標(biāo)的像為二維平面中的幾個(gè)強(qiáng)點(diǎn),并且各個(gè)強(qiáng)點(diǎn)在不同的雷達(dá)視線角下其強(qiáng)度有著明顯的變化。最后,介紹了本文最關(guān)鍵的部分——成像融合算法。對(duì)數(shù)據(jù)融合算法和圖像融合算法進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。數(shù)據(jù)融合方法是在數(shù)據(jù)域?qū)Σ煌镜幕夭〝?shù)據(jù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)平移剪裁等操作,經(jīng)過(guò)上述操作的回波數(shù)據(jù)符合數(shù)據(jù)融合規(guī)則,可以直接將不同基站的回波數(shù)據(jù)相加,做逆傅立葉變換得到數(shù)據(jù)融合后的目標(biāo)二維圖像;圖像融合方法是在圖像域?qū)?jīng)過(guò)逆傅里葉變后得到的分辨率尺寸有可能不同的多幅二維ISAR圖像進(jìn)行合成。為滿足圖像融合的需要對(duì)ISAR圖像進(jìn)行圖像縮放、平移旋轉(zhuǎn)、剪裁、加權(quán)平均等圖像處理,從而得到圖像融合結(jié)果。以上兩種算法都能實(shí)現(xiàn)多基站雷達(dá)對(duì)同一目標(biāo)的成像融合。從仿真的結(jié)果我們可以看到,多基站雷達(dá)成像比單基站雷達(dá)成像效果好,能實(shí)現(xiàn)對(duì)目標(biāo)某些電磁遮擋部分成像,也能將圖像中強(qiáng)度較弱的點(diǎn)增強(qiáng)。
【關(guān)鍵詞】：多基站 ISAR 物理光學(xué)法 數(shù)據(jù)融合 圖像融合
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN957.52
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 緒論10-14
• 1.1 論文研究的背景和意義10
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究狀況10-12
• 1.3 論文主要內(nèi)容及安排12-14
• 第2章 逆合成孔徑雷達(dá)成像算法14-25
• 2.1 引言14
• 2.2 旋轉(zhuǎn)目標(biāo)信號(hào)成像幾何14-15
• 2.3 數(shù)據(jù)收集和信號(hào)處理過(guò)程15-20
• 2.3.1 基本原理15-16
• 2.3.2 連續(xù)波信號(hào)（單頻系統(tǒng)）16-17
• 2.3.3 寬帶信號(hào)系統(tǒng)17-19
• 2.3.4 小觀測(cè)角帶通系統(tǒng)19-20
• 2.4 ISAR圖像分辨率20-22
• 2.5 采樣要求22-23
• 2.6 成像平面與成像質(zhì)量分析23-24
• 2.7 本章小結(jié)24-25
• 第3章 導(dǎo)彈目標(biāo)的ISAR仿真與成像25-38
• 3.1 引言25
• 3.2 導(dǎo)彈目標(biāo)的散射機(jī)制和其簡(jiǎn)化模型25-27
• 3.2.1 小鈍頭單錐形導(dǎo)彈25-26
• 3.2.2 小鈍頭雙錐形導(dǎo)彈26-27
• 3.3 物理光學(xué)（PO）法計(jì)算散射場(chǎng)27-30
• 3.3.1 物理光學(xué)理論27-29
• 3.3.2 旋轉(zhuǎn)對(duì)稱目標(biāo)的散射場(chǎng)29-30
• 3.4 目標(biāo)的ISAR成像結(jié)果和分析30-36
• 3.4.1 導(dǎo)彈目標(biāo)的成像結(jié)果31-36
• 3.4.2 成像結(jié)果分析36
• 3.5 本章小結(jié)36-38
• 第4章 多基站ISAR成像融合算法38-64
• 4.1 引言38
• 4.2 多基站ISAR雷達(dá)系統(tǒng)38-40
• 4.3 多基站ISAR成像融合的層次40-41
• 4.4 多基站ISAR數(shù)據(jù)融合算法41-48
• 4.4.1 數(shù)據(jù)融合規(guī)則41-43
• 4.4.2 兩維數(shù)據(jù)插值操作得融合圖像43-48
• 4.5 多基站ISAR圖像融合算法48-54
• 4.5.1 圖像縮放50
• 4.5.2 圖像旋轉(zhuǎn)50-53
• 4.5.3 圖像剪裁53
• 4.5.4 加權(quán)平均融合53
• 4.5.5 圖像增強(qiáng)53-54
• 4.6 導(dǎo)彈目標(biāo)成像融合算法仿真54-62
• 4.6.1 多基站ISAR數(shù)據(jù)融合結(jié)果及分析54-57
• 4.6.2 多基站ISAR圖像融合結(jié)果與分析57-62
• 4.7 本章小結(jié)62-64
• 結(jié)論64-65
• 參考文獻(xiàn)65-70
• 致謝70

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前5條

1 云日升;康雪艷;肖志剛;;多基站ISAR三維非平穩(wěn)轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)成像[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2011年01期

2 張?jiān)骆?仇曉蘭;丁赤飚;雷斌;付琨;;高分辨率SAR圖像橋梁目標(biāo)仿真與特性分析[J];雷達(dá)學(xué)報(bào);2015年01期

3 云日升;朱迪;康雪艷;;多基站ISAR平面轉(zhuǎn)臺(tái)目標(biāo)成像模型與仿真研究[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報(bào);2011年09期

4 云日升;;多基站ISAR多運(yùn)動(dòng)目標(biāo)成像與橫向定標(biāo)研究[J];宇航學(xué)報(bào);2012年01期

5 孟U，

本文編號(hào)：881197