基于滑动窗能量检测的改进后向投影算法

本文提出一种基于滑动窗能量检测的改进后向投影算法以抑制经典后向投影算法所产生的伪影。该算法首先对B-scan数据进行滑动窗能量检测,以获知探测场景中目标水平方向位置、个数以及相对能量强弱。然后在根据所获目标个数划分的不同区域中,选择目标位置所对应的A-scan数据作为参考数据来计算皮尔逊加权系数。此外,根据目标的相对能量强弱,对弱目标加权因子进行补偿。最终,通过加权互相关处理来对成像区域中各点的散射响应进行重构。将该算法应用于格雷互补码探地雷达中,实验结果证明：所提算法能在不削弱目标能量的同时,显著抑制成像结果中的伪影。     

一种基于时域差分的穿墙雷达BP成像算法

利用步进频连续波雷达对墙后运动的人体目标进行探测,对墙体杂波抑制和人体目标成像展开了研究.首先,利用人体目标慢速运动的特征,采用时域差分的方法抑制墙体杂波,使人体目标回波得以凸显;然后,分析了墙体折射对目标回波时延的影响,在此基础上对传统的后向投影成像算法进行了改进,使其适用于墙后区域的目标成像;最后,对该算法进行了推广,在一定程度上实现了对人体目标的跟踪.实测数据的处理结果表明,该算法能够在系统离墙12.6 m的情况下有效地消除墙体回波的影响,清晰地显现出在墙后运动的人体目标..     

探地雷达对两层介质中目标的快速后向投影成像方法

运用探地雷达对分层介质中的目标进行探测时,时域后向投影算法是一种常用的成像方法。但大运算量和低成像分辨力一直是该算法难以实用化的瓶颈问题。该文提出一种实用的高分辨快速后向投影成像方法。首先提出了基于1维搜索或求解一元四次方程的传播时延快速计算方法。其次,设计了一种对时延曲线上散射回波进行处理的加权因子以提高成像质量。运用所提的成像算法对仿真数据进行了处理,获得了高分辨的成像结果,验证了该算法的有效性和快速运算能力。     

穿墙雷达多视角建筑布局成像

穿墙雷达成像主要包括建筑物的建筑布局成像和内部隐蔽目标成像,其中,建筑布局成像形成的建筑物墙体图像作为参照物能够确定隐蔽目标在建筑物内的相对位置,进而辅助内部隐蔽目标成像实现墙体穿透相位补偿和多径杂波抑制。该文提出了一种多视角建筑布局成像算法,针对多个视角的合成孔径探测回波,首先采用后向投影成像算法形成多幅包含部分墙体图像的单视角建筑布局图像;然后采用M-N-K检测器融合多幅单视角建筑布局图像,形成一幅包含全部墙体图像的二值化建筑布局全景图像;最后,采用中值滤波和Hough变换抑制墙体图像的空洞残缺和边缘毛刺,形成相对整齐的建筑布局全景图像。XFDTD仿真数据和穿墙雷达实验数据验证了算法的正确性和可行性。     

艇载共形稀疏阵列天线雷达成像研究

基于平流层飞艇平台,研究了共形稀疏阵列天线雷达对静止目标成像及对运动目标探测的问题。针对三叶玫瑰线艇身模型,提出了共形稀疏阵列天线的布阵方式。雷达采用实孔径方式成像,各子阵同时发射多脉冲频分正交信号。利用各子阵多发多收的回波信号,采用后向投影(BP)算法完成各子带信号对静止目标的成像处理,再将子带信号成像结果相参累加以提高静止目标成像的距离向分辨率;将各子阵一发多收的多脉冲回波信号变换到距离-多普勒域,完成静止杂波抑制,对各子带信号采用压缩感知(CS)的方法在二维空间实现对运动目标图像的重建,再将子带信号重建结果非相参累加以提高运动目标探测的信噪比。仿真实验验证了本文方法的有效性。     

基于相位补偿核的GNSS⁃SAR改进后向投影成像算法

在利用全球导航卫星系统反射信号（GNSS?R）的无源合成孔径雷达体制中,目前常采用后向投影算法进行成像处理,但该算法逐点精确聚焦的处理过程使得算法的运算量大。针对上述问题,提出了一种数据分块和构造相位补偿核的改进后向投影算法。改进算法对回波矩阵进行分块,将目标区域成像网格点的最长延迟距离与最短延迟距离等间隔划分,建立相位补偿核,通过距离向搜索操作得到各网格点的相位补偿结果,在方位向相干叠加形成子图,递归合并得到最终图像。定量分析得出,改进算法可有效降低运算量,同时节省内存。仿真结果验证了所提算法的有效性。     

基于图像分割的地雷目标检测

前视地表穿透雷达能够对车前安全距离外的区域成高分辨率图像,利用前视地表穿透雷达进行地雷探测是一个复杂环境下的微小目标检测问题。受非平稳背景干扰,传统检测算法探测性能有限。该文提出一种基于图像分割的背景估计及地雷目标检测方法。连续多帧图像用来估计出耦合信号,为降低计算量,将成像后估计改进为回波域估计后成像。对剔除耦合信号后的图像实施均衡以保证各处增益相同,均衡后图像利用二维Otsu 算法分割出能量较强的区域,降低后续检测过程中强目标对杂波统计的影响,最终获得比传统检测算法更好的探测性能。该文同时还提出一种快速算法用于实时系统。通过实测数据验证,该方法可以有效改善前视地表穿透雷达的探测性能。      

超宽带SAR浅地表地雷聚焦与定位技术

机载或车载超宽带合成孔径雷达可以大区域快速探测单个地雷和雷场,是探雷的发展趋势。由于传统成像算法基于均匀媒质的假设,在浅地表目标成像中不再适应。该文首先建立了浅地表目标回波模型,定量分析了折射和色散对成像的影响。基于回波模型,提出了分别在回波域和图像域补偿折射和色散影响的浅地表后向投影(Subsurface Back-Projection, SBP)成像算法。但是对未知区域进行地雷探测时,无法获得目标埋设深度和入射角先验信息。针对这个问题,提出了基于图像域SBP成像算法的粗、精补偿分级处理流程,实现了大区域多目标精确聚焦定位。最后利用Rail-GPSAR探雷试验系统实测数据验证了该文方法的有效性。     

步进频率连续波前视探地雷达的研究

研制了一种步进频率连续波探地雷达系统,能对载体前方较大范围浅地表穿透实时二维成像.该系统采用双发射天线和接收天线的组合线阵接收方位回波,将接收天线数量降低一半;利用分频段多级均衡校正、设置参考通道、数字中频接收等方案保证系统具有良好的幅频、相频特性;利用中频耦合对消方案抑制收发耦合;利用快速双站后向投影算法进行合成孔径成像.试验表明,系统可实现浅地表穿透成像探测.     

反射层析激光雷达实现小远目标超分辨成像

<正>反射层析激光雷达是一种新型成像探测技术手段,探测系统发射脉冲激光束对目标进行全覆盖,通过其与目标之间的相对运动,多角度准确获取包含目标表面反射分布信息的回波数据,并解算得到反射系数投影分布。根据傅里叶切片定理,投影数据的一维傅里叶变换和目标投影图像的二维傅里叶变换相等,利用专用算法进行重构处理,从而实现激光垂轴方向的目标投影成像。该成像方式在激光回波信噪比足够大的情况下,成像分辨率与探测距离、系统孔径无关,而主要与激光脉冲宽度、探测电路带宽和采集系统采样率有关。