本发明专利技术公开了一种基于调频率-压缩感知稀疏ISAR成像方法，主要解决现有成像方法模型不精确和不能得到目标距离-方位距离ISAR图像的问题。其实现过程是：(1)对回波进行平动补偿；(2)固定调频率α的值，构造调频率字典T，求解得到ISAR信号矢量w；(3)固定ISAR信号矢量w，求解调频率α；(4)利用得到的调频率α，计算转动参数ω；(5)用ISAR信号矢量w进行ISAR成像，利用求得的转动参数ω对ISAR图像进行方位尺度标注；(6)输出最终得到距离-方位距离ISAR图像。本发明专利技术与现有稀疏成像方法相比，模型更精确，求解参数准确，能够得到目标距离-方位距离的稀疏ISAR图像，更有利于后续目标识别的特征提取与分类器设计。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于雷达
，涉及ISAR成像方法，通过字典学习得到运动目标距离-方位距离像，更利于后续的目标识别。
技术介绍
ISAR成像具有全天时、全天候优点，是目标探测与识别的有效手段，因此ISAR成像成为雷达
的研究热点。ISAR成像通过发射宽带信号得到距离高分辨率，通过对目标回波的相干积累得到高的方位分辨率，从而得到距离-多普勒图像。由于非合作目标相对于雷达视线转速未知，得到ISAR像方位维多普勒频率不代表目标的真实尺寸，从而给基于ISAR图像的目标识别 带来一定的难度。由于实际系统可能回波脉冲数有限或部分脉冲受到较强的干扰，传统基于傅立叶变换的距离-多普勒算法将会失效。为此，国内外学者将超分辨参数化谱估计方法应用到 ISAR 成像中，如. IEEE Transations on Aerospace andElectronic System, 2001, 37 (4) :1432-1440]。与传统非参数方法相比,参数化谱估计方法可以得到超分辨的ISAR图像。由于没有利用稀疏的先验信息，上述方法得到的解不精确且收敛性没有得到证明。超分辨成像实际上是一个内插过程，即从一个低维度的信号，恢复出高维度的信号，由于方程是欠定的，故其解具有不确定性。近年来压缩感知理论在国内外得到了广泛研究，压缩感知理论指出在一定的条件可以通过LI范数优化精确恢复出高维度稀疏信号。由于成像目标散射点具有稀疏的特性，为压缩感知在SAR/ISAR成像中的应用提供了良好的条件。目前已有压缩感知在ISAR成像中应用的研究，如。文中通过对目标旋转运动一阶展开，得到傅立叶字典，然后通过凸优化求解，最终得到目标的ISAR像。上述压缩感知ISAR成像方法虽然在一定条件下可以得到目标的稀疏ISAR图像，但由于其利用固定的傅立叶字典，因而不具有自适应性。另外，由于压缩感知ISAR成像方法不具有转速信息，得到的为距离-多普勒ISAR图像，不能代表真实目标尺寸，不利于后续的目标识别。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于针对上述已有方法的不足，提出一种基于调频率-压缩感知的稀疏ISAR成像方法。以得到目标的距离-方位距离ISAR图像，利于后续的目标识别。实现本专利技术目的技术思路是在傅立叶基的基础上，通过引入散射点调频率信息，构造出更为精确的反映目标运动状态的调频率字典，利用散射点的调频率能够进行转速估计。实现本专利技术目的的核心思想是通过对目标旋转运动进行二阶展开，得到目标信号模型。通过迭代估计参数，进而得到转速的估计，最终得到目标的距离-方位距离ISAR图像。其技术步骤包括如下(I)对雷达回波进行平动补偿，得到ISAR成像的信号模型；(2)根据得到ISAR成像模型，构造ISAR成像的调频率字典T ；(3)将雷达回波排列成一个MN的列矢量y，其中M和N分别为雷达距离单元数和脉冲数；(4)根据调频率字典T和回波列矢量信号y，利用凸优化工具包CVX求解稀疏ISAR的矢量信号w ；(5)根据得到的稀疏ISAR矢量信号W，利用牛顿法求解调频率矢量α ；(6)根据得到调频率矢量α ,计算目标转动参数ω 权利要求1.一种基于调频率-压缩感知的稀疏ISAR成像方法，包括以下步骤 (1)对雷达回波进行平动补偿，得到ISAR成像的信号模型； (2)根据得到ISAR成像模型，构造ISAR成像的调频率字典T； (3)将雷达回波排列成一个MN的列矢量y，其中M和N分别为雷达距离单元数和脉冲数； (4)根据调频率字典T和回波列矢量信号y，利用凸优化工具包CVX求解稀疏ISAR的矢量信号w ； (5)根据得到的稀疏ISAR矢量信号W，利用牛顿法求解调频率矢量α； (6)根据得到调频率矢量α，计算目标转动参数ω2.根据权利要求I所述的基于调频率-压缩感知的稀疏ISAR成像方法，其中步骤2所述的构造ISAR成像的调频率字典Τ，按如下步骤进行 2a)依据雷达ISAR信号模型，构造如下多普勒字典Tf及与调频率相关的字典Ta 3.根据权利要求I所述的基于调频率-压缩感知的稀疏ISAR成像方法，其中步骤5所述的牛顿法求解调频率矢量a，按如下步骤进行 5a)设定调频率初始值a1=。迭代次数n=l，收敛门限δ =10_5 ; 5b)利用|y-Tw的梯度fa及Hessian矩阵Ha，计算调频率矢量全文摘要本专利技术公开了一种基于调频率-压缩感知稀疏ISAR成像方法，主要解决现有成像方法模型不精确和不能得到目标距离-方位距离ISAR图像的问题。其实现过程是(1)对回波进行平动补偿；(2)固定调频率α的值，构造调频率字典T，求解得到ISAR信号矢量w；(3)固定ISAR信号矢量w，求解调频率α；(4)利用得到的调频率α，计算转动参数ω；(5)用ISAR信号矢量w进行ISAR成像，利用求得的转动参数ω对ISAR图像进行方位尺度标注；(6)输出最终得到距离-方位距离ISAR图像。本专利技术与现有稀疏成像方法相比，模型更精确，求解参数准确，能够得到目标距离-方位距离的稀疏ISAR图像，更有利于后续目标识别的特征提取与分类器设计。文档编号G01S13/89GK102879777SQ20121034411公开日2013年1月16日 申请日期2012年9月17日 优先权日2012年9月17日专利技术者刘宏伟, 纠博, 刘红超, 杜兰, 王英华, 保铮 申请人:西安电子科技大学本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种基于调频率？压缩感知的稀疏ISAR成像方法，包括以下步骤：(1)对雷达回波进行平动补偿，得到ISAR成像的信号模型；(2)根据得到ISAR成像模型，构造ISAR成像的调频率字典T；(3)将雷达回波排列成一个MN的列矢量y，其中M和N分别为雷达距离单元数和脉冲数；(4)根据调频率字典T和回波列矢量信号y，利用凸优化工具包CVX求解稀疏ISAR的矢量信号w；(5)根据得到的稀疏ISAR矢量信号w，利用牛顿法求解调频率矢量α；(6)根据得到调频率矢量α，计算目标转动参数ω：ω=αTyRc2yRTyRfc其中c表示光速，fc为雷达载波频率，(·)T代表转置操作；(7)将稀疏ISAR矢量信号w排列成M×N矩阵，得到稀疏ISAR的距离？多普勒图像；(8)利用目标转动参数ω，对得到的ISAR距离？多普勒进行方位尺度标注，输出目标的距离？方位距离稀疏ISAR图像。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘宏伟，纠博，刘红超，杜兰，王英华，保铮，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：
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