一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及存储介质技术

本发明专利技术公开了一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及计算机可读存储介质，该方法包括：首先确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；接着根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；再根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；进一步结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；最后利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。

【技术实现步骤摘要】
一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及存储介质
本专利技术涉及数据处理技术，尤其涉及一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及计算机可读存储介质。
技术介绍
雷达测角技术在目标识别、精密制导和汽车自动驾驶等领域具有很重要的应用价值。提高对目标的测角精度和测角分辨力是雷达需要解决的基本问题之一。高精度角度测量对提高目标搜索、跟踪精度及目标识别准确率具有重要意义。在相同信噪比条件下，雷达的测角精度取决于天线孔径，天线孔径越大测角精度和测角分辨力越高。然而，天线孔径增大的同时为了保证不出现测角模糊，阵元间距通常采用小于二分之一的半波长进行布阵，此时对阵元需求数急剧增加，同时导致计算更为复杂，制造成本更为昂贵，加工水平要求苛刻，后期维护难度大。为了解决该问题，稀疏阵列测角技术得到发展。利用有限的阵元在空间进行稀疏布阵可以获得较大的天线物理孔径，从而获得更高的估计精度和角度分辨力。然而稀疏阵列的布置将会导致栅瓣的产生，从而导致测角模糊。目前的常规的解模糊方法通常采用长短基线法进行解模糊。而该采用长短基线法主要适用于线性阵列解模糊，无法解决空间任意布阵的解模糊问题。
技术实现思路
本专利技术实施例为了克服现有技术所存在的以上问题，创造性的提供了一种基于平移阵列的解模糊方法、设备及计算机可读存储介质。根据本专利技术第一方面，提供了一种基于平移阵列的解模糊方法，该方法包括：确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。根据本专利技术一实施方式，根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型，包括：以参考阵列为基准，建立三维阵列回波模型；根据所述参考阵列与平移阵列之间满足的平移关系，将所建立的三维阵列回波模型转换为空间平移模型。根据本专利技术一实施方式，通过至少如下角度估计算法之一获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子：状态空间平衡法、矩阵束或ESPRIT算法。根据本专利技术一实施方式，利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，包括：采用点面垂线距离最短原则，利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊。根据本专利技术一实施方式，所述方法还包括：采用点到球面中点到球心距离最短原则确定点到球面的交点；利用所确定的点到球面的交点进行无模糊阵列间角度估计算子的优化。根据本专利技术第二方面，还提供一种基于平移阵列的解模糊设备，该设备包括：确定模块，用于确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；模型建立模块，用于根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；还用于根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；估计算子计算模块，用于结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；解模糊处理模块，用于利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。根据本专利技术一实施方式，所述模型建立模块，具体用于以参考阵列为基准，建立三维阵列回波模型；根据所述参考阵列与平移阵列之间满足的平移关系，将所建立的三维阵列回波模型转换为空间平移模型。根据本专利技术一实施方式，所述估计算子计算模块，具体用于通过至少如下角度估计算法之一获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子：状态空间平衡法、矩阵束或ESPRIT算法。根据本专利技术一实施方式，所述解模糊处理模块，具体用于采用点面垂线距离最短原则，利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊。根据本专利技术一实施方式，所述设备还包括优化模块；其中，所述确定模块，还用于采用点到球面中点到球心距离最短原则确定点到球面的交点；所述优化模块，用于利用所确定的点到球面的交点进行无模糊阵列间角度估计算子的优化。根据本专利技术第三方面，又提供一种计算机可读存储介质，所述存储介质包括一组计算机可执行指令，当所述指令被执行时用于执行上述任一基于平移阵列的解模糊方法。本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法、设备及计算机可读存储介质，该方法包括：首先确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；接着根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；再根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；进一步结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；最后利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。如此，本专利技术针对空间中满足任意平移的阵列在测角过程中存在模糊的问题，充分利用点面垂线距离原则进行解模糊，能够对空间任意平移(包括平移和相同姿态变化)的阵列实现阵列间有效解模糊，从而获得稀疏阵列带来的高精度角度估计。需要理解的是，本专利技术的教导并不需要实现上面所述的全部有益效果，而是特定的技术方案可以实现特定的技术效果，并且本专利技术的其他实施方式还能够实现上面未提到的有益效果。附图说明通过参考附图阅读下文的详细描述，本专利技术示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本专利技术的若干实施方式，其中：在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。图1示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法的实现流程示意图一；图2示出了本专利技术一应用实例三维空间的回波数据结构框图；图3示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法的实现流程示意图二；图4示出了本专利技术一应用实例基于平移阵列的解模糊方法的简化流程示意图；图5示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊设备的组成结构示意图一；图6示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊设备的组成结构示意图二。具体实施方式下面将参考若干示例性实施方式来描述本专利技术的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本专利技术，而并非以任何方式限制本专利技术的范围。相反，提供这些实施方式是为使本专利技术更加透彻和完整，并能够将本专利技术的范围完整地传达给本领域的技术人员。下面结合附图和具体实施例对本专利技术的技术方案进一步详细阐述。图1示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法的实现流程示意图一；图2示出了本专利技术一应用实例三维空间的回波数据结构框图；图3示出了本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法的实现流程示意图二；图4示出了本专利技术一应用实例基于平移阵列的解模糊方法的简化流程示意图。参考图1，本专利技术实施例基于平移阵列的解模糊方法，包括：操作101，确定参考阵列和平移阵列，平移阵列为三维空间中与参考阵列满足平移关系的阵列；操作102，根据参考阵列与平移阵列，建立空间本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于平移阵列的解模糊方法，其特征在于，所述方法包括：/n确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；/n根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；/n根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；/n结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；/n利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于平移阵列的解模糊方法，其特征在于，所述方法包括：
确定参考阵列和平移阵列，所述平移阵列为三维空间中与所述参考阵列满足平移关系的阵列；
根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型；
根据所述空间平移模型建立阵列姿态变化模型；
结合所述空间平移模型和阵列姿态变化模型，通过角度估计算法获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子；
利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，得到无模糊阵列间角度估计算子。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述参考阵列与平移阵列，建立空间平移模型，包括：
以参考阵列为基准，建立三维阵列回波模型；
根据所述参考阵列与平移阵列之间满足的平移关系，将所建立的三维阵列回波模型转换为空间平移模型。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，通过至少如下角度估计算法之一获得阵列内角度估计算子和阵列间角度估计算子：状态空间平衡法、矩阵束或ESPRIT算法。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊，包括：
采用点面垂线距离最短原则，利用阵列内角度估计算子对阵列间角度估计算子进行解模糊。


5.根据权利要求1至4任一项所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
采用点到球面中点到球心距离最短原则确定点到球面的交点；
利用所确定的点到球面的交点进行无模糊阵列间角度估计算子的优化。

【专利技术属性】
技术研发人员：向洪，袁常顺，王俊，罗雨泉，周扬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学杭州创新研究院，
类型：发明
国别省市：浙江;33