基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提出一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置，该方法包括：将合成孔径雷达沿预定轨道移动，并通过合成孔径雷达观测被观测目标，记录回波数据；被观测目标设置在固定位置；根据回波数据进行成像处理，得到多个观测角度对应的成像数据；将多个观测角度对应的成像数据转换为列向量形式，并将多个列向量进行整合得到成像矩阵；根据成像矩阵计算所有像素点的强度序列到中心向量的距离，得到距离数据；根据距离数据的直方图，将直方图中的数值从小到大排列，在排列中选取前一定比例的像素点作为目标信息，其他像素点视为多径，对目标信息进行矩阵处理，得到图像序列；根据图像序列进行融合，输出成像结果

【技术实现步骤摘要】
基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置


[0001]本专利技术涉及雷达信号处理
，尤指一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置
。

技术介绍

[0002]本部分旨在为权利要求书中陈述的本专利技术实施例提供背景或上下文
。
此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术
。
[0003]在雷达信号处理领域，半封闭空间如隧道或地下车库中的目标检测面临着特殊的挑战
。
由于墙体和其他障碍物的存在，电磁波的传播路径经常受到干扰，例如在目标与墙体或目标与目标之间电磁波会产生多次散射现象，进而造成多径效应
。
这些多径信号在回波中与真实目标信号混合，可能导致成像时出现误判和虚像，从而影响目标的准确识别
。
[0004]传统的多径效应抑制方法，如背景相消法
、
奇异值分解法
(Singular Value Decomposition
，
SVD)
和因子分析法
(Factor Analysis
，
FA)
等，虽然在某些情境下表现出色，但也存在局限性
。
例如，背景相消法需要预知场景信息，而
SVD
和
FA
在处理不规则数据分布时可能效果不佳
。
[0005]综上来看，亟需一种可以克服上述缺陷，能够实现更为通用
、
高效的多径抑制技术方案
。
专利
技术实现思路

[0006]为解决现有技术存在的问题，本专利技术提出了一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置
。
该方法及装置通过在雷达运动轨道上设置多个观测角度，能够从不同的视角采集目标信息
。
这些多角度的回波信息在统一坐标系下经逆向投影
(BP)
成像后，展现出目标的中心能量在不同视角下的稳定性，而旁瓣和多径信号则随观测角度变化
。
结合主向量距离算法，本专利技术能够准确地区分并消除多径信号，提高成像分辨率，从而显著提高成像的质量；整体来看，本专利技术提出的是一种多径抑制策略，能够有效消除多径干扰，提高成像分辨率，为雷达技术在复杂环境中的应用提供了有力的技术支持
。
[0007]在本专利技术实施例的第一方面，提出了一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法，包括：
[0008]将合成孔径雷达沿预定轨道移动，并通过所述合成孔径雷达观测被观测目标，记录回波数据；其中，所述被观测目标设置在固定位置；
[0009]根据所述回波数据进行成像处理，得到多个观测角度对应的成像数据；
[0010]将所述多个观测角度对应的成像数据转换为列向量形式，并将多个列向量进行整合得到成像矩阵；
[0011]根据所述成像矩阵，计算所述成像矩阵中所有像素点的强度序列到中心向量的距离，得到距离数据；
[0012]根据所述距离数据的直方图，将直方图中的数值从小到大排列，在排列中选取前
一定比例的像素点作为目标信息，其他像素点视为多径，对所述目标信息进行矩阵处理，得到图像序列；
[0013]根据所述图像序列进行融合，输出成像结果
。
[0014]在本专利技术实施例的第二方面，提出了一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理装置，包括：被观测目标
、
合成孔径雷达及多径抑制处理系统；其中，
[0015]被观测目标，设置在固定位置；
[0016]合成孔径雷达，沿预定轨道移动，并观测所述被观测目标；
[0017]多径抑制处理系统包括：
[0018]数据记录模块，用于记录所述合成孔径雷达的回波数据；
[0019]成像处理模块，用于根据所述回波数据进行成像处理，得到多个观测角度对应的成像数据；
[0020]数据转换模块，用于将所述多个观测角度对应的成像数据转换为列向量形式，并将多个列向量进行整合得到成像矩阵；
[0021]距离计算模块，用于根据所述成像矩阵，计算所述成像矩阵中所有像素点的强度序列到中心向量的距离，得到距离数据；
[0022]多径抑制模块，用于根据所述距离数据的直方图，将直方图中的数值从小到大排列，在排列中选取前一定比例的像素点作为目标信息，其他像素点视为多径，对所述目标信息进行矩阵处理，得到图像序列；
[0023]结果输出模块，用于根据所述图像序列进行融合，输出成像结果
。
[0024]在本专利技术实施例的第三方面，提出了一种计算机设备，包括存储器
、
处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法
。
[0025]在本专利技术实施例的第四方面，提出了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法
。
[0026]在本专利技术实施例的第五方面，提出了一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法
。
[0027]相较于现有技术，本专利技术提出的基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法及装置能够获取来自不同角度的回波信息特征
。
这种多角度的信息获取方式为成像结果的深入分析和数据处理提供了更为丰富的维度，显著改进了传统观测方法中数据量过大
、
缺乏明显特征以及存储空间占用过多的问题
。
此外，本专利技术采用的主向量距离算法对数据的结构和分布模式没有特定要求，使得数据处理过程更为简洁高效
。
这种算法设计不仅简化了实现过程，而且克服了传统多径信号去除算法中对数据分布有严格要求的局限性，更为准确地反映了实际回波信息的特性
。
综上来看，本专利技术至少存下以下优点：
[0028]1、
本专利技术充分利用了多角度观测策略，针对观测视角变化时多径和旁瓣信号特性的变化进行了深入研究，从而有效地抑制多径效应，显著提高了成像的分辨率与成像质量
。
[0029]2、
与传统的多径抑制方法相比，本技术方案对场景和数据的特定要求大为降低
。
其计算过程不仅计算量较小，而且算法流程简洁，进一步减少了存储空间的需求，提高了处
理效率
。
附图说明
[0030]为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图
。
[0031]图1是本专利技术一实施例的基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法流程示意图
。...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于多角度合成孔径雷达的多径抑制处理方法，其特征在于，包括：将合成孔径雷达沿预定轨道移动，并通过所述合成孔径雷达观测被观测目标，记录回波数据；其中，所述被观测目标设置在固定位置；根据所述回波数据进行成像处理，得到多个观测角度对应的成像数据；将所述多个观测角度对应的成像数据转换为列向量形式，并将多个列向量进行整合得到成像矩阵；根据所述成像矩阵，计算所述成像矩阵中所有像素点的强度序列到中心向量的距离，得到距离数据；根据所述距离数据的直方图，将直方图中的数值从小到大排列，在排列中选取前一定比例的像素点作为目标信息，其他像素点视为多径，对所述目标信息进行矩阵处理，得到图像序列；根据所述图像序列进行融合，输出成像结果
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将合成孔径雷达沿预定轨道移动，并通过所述合成孔径雷达观测被观测目标，记录回波数据；其中，所述被观测目标设置在固定位置，包括：将合成孔径雷达在预定轨道的运动轨迹划分为多个等长的子段，将每个子段的中点与所述被观测目标之间的连线沿顺时针与
x
轴形成的角度设定为该子段的观测角度，确定多个观测角度；在所述合成孔径雷达沿预定轨道匀速移动过程中，通过所述合成孔径雷达向所述被观测目标收发信号，得到每个观测角度的回波信息
。3.
根据权利要求2所述的方法，其特征在于，该方法包括：在多个观测角度中，选取一定数量的具有代表性的观测角度；根据选取出的观测角度对应的回波信息，构建回波矩阵
。4.
根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据所述回波数据进行成像处理，得到多个观测角度对应的成像数据，包括：根据所述回波矩阵，在统一坐标系下进行
BP
成像，得到多幅成像图片；其中，每一幅成像图片对应一个观测角度
。5.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，将所述多个观测角度对应的成像数据转换为列向量形式，并将多个列向量进行整合得到成像矩阵，包括：所述成像矩阵是由多个列向量组成的矩阵，其中包含多个像素点的排列，每个像素点对应一幅成像图片对应的输出标记；将所述成像矩阵在统一坐标系下进行
BP
成像，得到成像图，其中，在所述成像图中，所述被观测目标的中心像素点比图中其他的像素点强，目标的旁瓣与虚像呈现出分散的状态
。6.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述成像矩阵，计算所述成像矩阵中所有像素点的强度序列到中心向量的距离，得到距离数据，包括：设置中心向量
XL
为：
式中，
XL
为中心向量，包含
n
个
n
为观测角度的数量；成像矩阵中每个行向量用
st1、st2、st3、
…
、st
n
表示，将行向量的值映射到中心向量
XL
上，记录为中间量
d1
，则中间量
d1
表示为：式中，...

【专利技术属性】
技术研发人员：林赟，赵甲萌，王彦平，李洋，申文杰，蒋雯，
申请(专利权)人：北方工业大学，
类型：发明
国别省市：