基于核方法的探地雷达目标特征提取方法

把核方法引入探地雷达目标特征提取中,先对雷达特征数据进行基于核的非线性变换投影到高维空间;然后在高维空间应用传统的探地雷达目标特征提取方法（LDA方法和PCA方法）提取雷达数据特征。对PCA、LDA、基于核方法的PCA和基于核方法的LDA四种探地雷达目标特征提取方法进行对比研究,对实测数据处理的结果表明：无监督的学习方法不适合探地雷达目标特征提取,所提基于核方法的LDA探地雷达目标特征提取方法效果最好。并详细阐述了基于核方法的LDA探地雷达目标特征提取方法。     

利用互相关和Hough变换快速检测探地雷达目标

考虑到探地雷达目标检测效率低的问题,该文基于目标回波能量空间分布的三参数双曲线模型,提出了一种快速的地下目标检测算法。算法首先利用相邻1维回波的相关性提取回波双曲线,再能量加权拟合曲线以估计出回波模型的两个参数,最后通过1维Hough变换来完成目标检测与定位。实测数据实验结果表明该文算法在不降低目标检测性能和定位精度的同时,计算时间只有传统基于Hough变换检测算法的1.5%左右,计算量的理论分析证明了该文算法在计算效率上的优势。     

基于支持向量机的浅地层探地雷达目标分类识别研究

对于探地雷达用于探测地雷情况下的目标识别,从实用性上说只需识别地雷或非地雷两类目标即可,而通常的支持向量机正是用于两类分类.本文结合浅地层探地雷达数据的特点,提出了一种基于支持向量机的浅地层探地雷达目标分类识别方法,并分析了时域,傅立叶谱,及离散小波变换三种特征数据用于所提方法时的效果.通过对实测数据进行处理,结果表明三种特征数据用于所提方法都能取得较好的效果.     

一种探地雷达目标参数估计方法的研究

在探地雷达应用中,确定地下目标的介质参数具有重要意义.为了对探地雷达地下目标参数进行估计,提出了将探地雷达偏移处理和时域目标参数反演结合起来的方法,该算法首先通过偏移处理,确定目标的位置和分布范围,然后采用FDTD和随机逼近优化法进行迭代运算估计目标参数.与传统基于频域的方法相比,该方法具有易于实现、处理速度快等优点.并且通过对模拟数据的处理,验证了该方法的可行性.     

探地雷达近场三维距离偏移成像算法

在距离偏移算法基础上提出了近场条件下的探地雷达三维成像方法,同时对后向投影钟法进行了讨论。理论分析表明：近场三维距离偏移算法与后向投影算法相比,能在较大程度上减少运算量。利用试验数据对两种算法分别做了成像研究,验证了近场三维距离偏移箅法的正确性及其实时处理能力。     

基于偏移技术的探地雷达SAR成像方法

BP方法是探地雷达最常用的成像方法,通过调整回波延时完成成像过程。由于地下介质与空气的介电特性不一致,电磁波在传播过程中传播路径和传播速度会发生改变,在调整回波延时过程中,需要实时计算电磁波的传播路径,而且BP方法本身具有计算量大的缺点,造成成像效率低。为了提高计算效率,本文采用地震波处理中的偏移技术完成地下目标的成像。通过实测数据的验证,偏移成像方法不但可以实现地下目标的成像,而且计算量小,成像效率高。      

基于核方法和主成分分析(PCA)的探地雷达目标特征提取新方法

常用探地雷达目标特征提取方法LDA(又称为FDA)直接在低维的探地雷达数据空间提取探地雷达目标特征, 提取的探地雷达目标特征的区分度小;常用的正则化技术存在正则化参数选取困难的问题。本文提出先通过基于核方法的 非线性变换把低维的探地雷达样本数据投影到高维空间,然后在高维空间中用PCA对奇异的核矩阵降维重建,最后对重 建后的非奇异核矩阵用LDA提取探地雷达目标特征。对实测数据的对比处理分析表明,本文所提探地雷达目标特征提取 方法优于其它方法。     

波速误差对浅地层探地雷达SAR算法影响的研究

定性地研究了波速误差对基于Stolt偏移的SAR算法和基于微波全息成像的SAR算法产生的影响,给出波速误差对两种SAR算法方位分辨率影响的关系曲线,得出基于Stolt偏移的SAR算法对波速误差没有基于微波全息成像的SAR算法敏感;当波速小于真实值,两种算法都能得到更好的方位分辨率.并对这些结论进行了合理的物理解释.     

基于高清摄像头3D人脸识别的探地雷达道路识别技术

针对常规的人机交互方法识别探地雷达(GPR)数据变化效率低下的问题,提出一种利用高清摄像头三维(3D)人脸识别的三维探测雷达道路识别方法.首先,给出了高清摄像头3D人脸识别方法框架;然后,分析利用该方法进行雷达道路识别的可行性,并利用主成分分析模型对雷达数据进行降维和特征识别;最后,在仿真实验中证明文中所提方法的可靠性...     

宽带雷达目标的瞬态极化时频分布表征

从雷达目标本身的电磁散射特性的表征出发,提出了描述雷达目标的瞬态极化的时频分布的思路,导出了雷达目标的瞬态极化Wigner-Ville分布的定义和性质,并给出了雷达目标瞬态极化的一般类时频分布,为进一步的检测和识别提供了理论基础。     

信号瞬时参数计算方法评价

在许多实际问题中,信号瞬时参数的提取有重要意义。数十年来,人们已提出多种计算方法,但这些方法均有一定局限性。本文通过几个有代表性的信号对一些典型算法的误差与适用范围作了分析与比较。我们在文中提出了一种适用于单纯变频信号的瞬时频率精确计算方法。最后,介绍了一种近期内发展起来的适用于一般非线性、非平稳信号的经验模式分解方法。     

基于核ICA的探地雷达地杂波抑制

地雷及未爆武器给许多国家带来了巨大的经济和社会问题。近年来超宽带探地雷达被广泛用于浅层埋藏的塑性地雷的检测,其中滤除雷达回波信号中的地杂波是完成目标检测、成像与识别的关键。文中通过利用核ICA算法进行研究,给出了一种可以针对多目标数据区域且自动选取独立分量的探地雷达地杂波抑制方法,基于实测数据的实验结果表明了该方法的有效性。     

探地雷达频率波数域速度估计和成像方法的实验研究

探地雷达的分辨率和地下电磁波的速度估计是探地雷达应用中两个重要研究课题,类似地震信号处理中的频率波数域偏移处理,本文提出将频率波数域偏移方法应用到探地雷达的成像和速度估计中来,并用实验数据验证了该方法的可行性和有效性.     

探地雷达阻性加载天线的应用研究

阻性加载技术可以有效拓展天线带宽、降低时域振铃.该文以双纽线构成平面印制天线的辐射臂, 分析阻性加载对其频域和时域特性的影响.通过数值仿真, 讨论了天线在两种阻性加载方式下阻抗带宽和时域波形的变化.设计了一款指数型微带转平行双线的巴伦, 并对巴伦和天线进行了加工及测试.测量结果表明, 天线时域波形拖尾振铃小于10%;在0.8~6 GHz频带内, 天线单元回波损耗小于-10 dB.将天线与雷达收发系统集成后, 进行地下目标探测实验.雷达探测结果成像清晰、浅层目标分辨率较高.该天线具有超宽带、低振铃、紧支撑等特点, 可满足便携式探地雷达的工程化应用需求.     

基于探测过程建模的探地雷达多目标识别

在探地雷达探测过程中,天线相对目标的远近变化反映在面向深度的一维时域信号（A-scan）所组成的序列的变化过程中,由此提出一种针对变化过程建模的目标识别方法。在特征提取环节,提出将时频分析与图像纹理分析相结合,首先计算A-scan信号的二维时频联合分布图像,再利用特定的图像纹理描述算子构造特征向量。识别过程根据目标与天线间距离的变化,采用无跨越单向连续隐马尔可夫模型（HMM）对序列的变化过程建模。实验表明这种基于变化过程的HMM方法比无序地利用单条A-scan特征的支持向量机方法具有更好的效果。     

基于KPCA的探地雷达自适应杂波抑制算法研究

探地雷达是地雷探测的有效技术之一,如何尽可能滤除雷达接收信号中的杂波成分而又不失目标信息是完成目标检测的关键。为增强目标信息,提高信噪比,提出将主成分分析子空间投影和基于RLS自适应滤波技术相结合的方法,通过VUB实测数据进行实验,结果证明了该方法的有效性。     

基于非恒Q衰减模型探地雷达的回波仿真

电磁波在地下介质层中的传播特性及回波仿真技术对于反演地下介质层结构具有十分重要的意义。文中研究了探地雷达信号在有耗介质层中传播的回波仿真问题,基于Debye色散模型定义介质层电磁参数,讨论电磁波在地下介质层中的非恒Q衰减特性和模拟回波信号,得到了探地雷达脉冲在层状介质中传播的回波信号模型和反射回波曲线。仿真结果与当前通用的探地雷达数据仿真软件GprMax进行对比,证明了该方法的有效性。     

Clutter Suppression Method in GPR Using the Convergence of Matrix Entropy

A novel clutter suppression method in ground penetrating radar(GPR) is proposed.The preliminary result is obtained by using target resolution improved processing(TRIP).The preliminary result will be used as an initial input for TRIP iteration.All TRIP iteration steps are the adaptive linear combination of the previous TRIP result and the preliminary result.This adaptive combination strategy can balance clutter suppression and target information protection,which is considered as a troublesome contradiction and a chronic problem in clutter suppression research.When the matrix entropy of iteration result converges,the algorithm can achieve a good result both in clutter suppression and target protection.Experimental results demonstrate that the new algorithm outperforms the existing approaches.