基于地磁辅助的室内行人定位航向校正方法

在基于惯性传感器的室内人员自主定位系统中,由于陀螺仪存在随时间增长的漂移,需要依靠地磁场对航向校正。然而,室内场景中地磁场会受到比较严重的干扰,磁力计自身也存在一定误差,严重影响了地磁场辅助定位的航向校正效果。该文提出一种地磁辅助的室内定位航向校正方法,该方法首先结合人体运动模型对磁力计进行校准,获取相关校准系数,提高磁力计解算航向精度。在此基础上利用改进的磁场准静态检测方法提取可用的磁力计观测量,经校准系数校准后结合零速更新算法(Zero velocity UPdaTe, ZUPT)辅助的扩展卡尔曼滤波(Extended Kalman Filter, EKF),对陀螺仪航向进行滤波校正。实验结果显示在长约684 m的轨迹下航向误差仅为3.2定位误差小于0.5 m,定位精度优于0.2%,验证了该方法较传统的磁场辅助航向校正方法的优越性。     

前视成像雷达图像序列配准算法研究

为解决前视阵列成像雷达中图像序列的配准问题,该文将前视阵列雷达的成像原理与Hausdorff距离有机结合,提出一种图像序列配准方法。该方法基于传感器信息、图像分辨率校正和回波域Hausdorff距离,首先利用传感器信息估计出图像间的距离向偏移,在此基础上修正天线孔径长度并校正序列图像分辨率。为解决地雷目标各向同性造成的角度估计困难,使用Hausdorff距离对序列图像实施配准。结合前视阵列雷达的成像原理,将Hausdorff距离从图像域映射到回波域,实现分辨率校正与配准的统一,提高配准速度和精度。通过实测数据验证,该方法适用于前视阵列成像雷达,能够提高图像序列配准精度,改善系统检测率。     

一种基于多标定体融合的超宽带虚拟孔径雷达系统校正方法

系统校正技术是影响超宽带(Ultra Wide Band, UWB)虚拟孔径雷达(Virtual Aperture Radar, VAR)对浅埋弱小目标穿地探测效果的重要因素,系统的超宽带特性及多通道不一致性使得常规高频窄带雷达基于单一标定体的校正方法不再适用,该文在对系统误差、标定体及地雷电磁特性分析的基础上,提出了多标定体-分频段融合的多通道校正方法,利用多个标定体对不同频段分别校正,该方法有效地校正了系统误差,提高了成像质量,实测数据验证了方法的有效性。     

圆迹合成孔径雷达成像分辨率分析

研究提高雷达成像的分辨率,圆迹合成孔径雷达(Circular Synthetic Aperture Radar,CSAR)是一种特殊的曲线合成孔径雷达,能通过机载平台的圆迹巡航方式,对其中心的一片区域实现超高分辨率成像,并且具备一定的三维成像能力.针对新型的合成孔径形式,目前还缺乏一个统一的解析式来描述高度分辨率特性,给系统设计和论证带来不便.为解决上述问题,引入“归一化的模糊函数”,从一般的宽带信号模型人手,结合计算机的高速计算能力,对CSAR系统全空间分辨率进行了分析试验,得出了分辨率和飞行高度、系统带宽、系统载频以及目标位置之间的关系,结果有助于CSAR系统提高图像分辨率.     

基于Rail-GPSAR实测数据的地雷检测新方法

本文借鉴恒虚警率(CFAR)思想估计图像数据中杂波的统计量,实现图像的预白化处理。在训练图像中选取地雷图像切片的距离向中心切线作为本征向量构造训练数据阵,获取检测器的参数估计,结合主分量分析设计高效的偏差最优线性二次(DOLQ)检测器。验证了DOLQ检测器输出的灰度图像服从Gamma分布,利用其分布参数和实测数据特点确定整体阈值。对得到的二元图像利用形态学操作获取可疑目标块,然后通过整体阈值和局部门限确定的自适应阈值对其进行二次检测,以确保无漏检的情况下尽可能降低虚警。基于图像中目标能量的空间范围,提出了利用能量环对预白化处理后的图像进行目标检测。最后,提出了一种将能量环与DOLQ检测器的检测结果进行决策级融合的新方法,完成对不同土壤环境、埋设深度地雷的检测。对实际图像的检测结果表明,新方法能够显著降低虚警,且具有较好的稳健性。     

宽带线性调频雷达数字去调频直接采样技术

提出了一种宽带线性调频信号去调频接收的新方法-数字去调频直接采样技术,可以大大降低了宽带线性调频信号去调频接收机模拟部分的实现难度,并能提高工作性能和稳定性.     

一种在复频域设计FIR滤波器的算法

本文讨论了在复Chebyshev意义下逼近理想复频响应的FIR滤波器设计问题。给出了一种通过解决半无限线性规划的对偶规划的设计方法,这种算法是单纯形法的一种变形,具有较好的收敛速度和数值稳定性,并给出仿真结果说明了算法的性能。     

一种基于APES的回波域强杂波旁瓣抑制方法

针对合成孔径雷达(SAR)观测区外的强目标将其旁瓣混叠至观测区内影响微弱目标的检测,基于正弦信号幅度相位估计(APES)提出一种新的旁瓣抑制方法。该方法将抑制对象确定为观测区外的强杂波,则混叠至观测区内微弱目标处的旁瓣为强杂波旁瓣。首先根据回波域双曲线形状确定强杂波所在位置,其次利用APES对其散射系数在回波域进行估计并抑制,抑制后的SAR图像中强杂波旁瓣对微弱目标的不利影响得到了有效消除,且对微弱目标几乎不造成任何影响。实测数据处理证明了此方法的有效性。     

基于墙体参数估计的穿墙成像与校正算法

墙体对电磁波的传播具有折射与多次反射作用,若采用传统的雷达成像方法,则会造成墙后目标的偏移与散焦。通过分析墙体与墙后目标对步进频连续波信号的回波特性,提出了一种基于墙体参数估计的穿墙雷达成像与校正算法。该方法首先根据墙体回波的距离向压缩结果划定墙体相对介电常数与厚度的估计范围,并利用估计范围内的参数取值构造补偿因子,然后通过比较补偿后墙后目标的聚焦效果来确定墙体参数的具体值。仿真结果与实验结果表明,该方法能够在系统离墙较远的条件下实现墙体参数的估计,同时完成墙后目标的准确成像。     

基于方位不变性的SAR图像旋转体检测

针对复杂环境中微弱旋转体目标(如地雷等)检测的难题,提出了一种基于方位散射特征和局部对比度特征融合的检测算法。首先,对旋转体目标特性进行了分析,进而利用子孔径SAR图像提取方位散射熵作为待检测特征。对全孔径SAR图像分别进行方位不变性检测和CFAR检测,并将检测结果相融合,得到最终检测结果。算法体现了利用目标先验知识辅助检测的思路,实测数据结果表明,该方法能够有效剔除原先在全孔径图像中无法剔除的杂波,有效降低检测的虚警率。