基于序列二維ISAR圖像的目標(biāo)三維重構(gòu)方法的研究.pdf

1、逆合成孔徑雷達(dá)(ISAR，Inverse synthetic aperture radar)是一種高分辨的成像雷達(dá)，它是通過(guò)發(fā)射寬頻帶信號(hào)來(lái)實(shí)現(xiàn)距離向的高分辨，利用多普勒頻率分辨實(shí)現(xiàn)方位向的高分辨，從而在二維上實(shí)現(xiàn)高分辨。逆合成孔徑雷達(dá)可以對(duì)艦船、衛(wèi)星、飛機(jī)、導(dǎo)彈等運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行遠(yuǎn)距離并全天時(shí)、全天候的二維成像。隨著ISAR成像技術(shù)的發(fā)展，成像的分辨力的提高也越來(lái)越受到重視，由于目標(biāo)的3-D圖像包含目標(biāo)輪廓信息更豐富，所以開(kāi)展了對(duì)目標(biāo)3-

2、D成像技術(shù)的研究。3-D圖像能提供在某一目標(biāo)上的特殊散射點(diǎn)的健壯目標(biāo)的特性和特點(diǎn)從而更容易對(duì)目標(biāo)進(jìn)行識(shí)別，在ISAR圖像在對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)的獲取上扮演著非常重要的角色。
　　本文將針對(duì)序列二維 ISAR圖像來(lái)對(duì)運(yùn)動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行三維重構(gòu)的研究，在ISAR重構(gòu)領(lǐng)域中采用了因子分解法，并進(jìn)行了分析、仿真與外場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)。文章的主要內(nèi)容如下：
　　(1)介紹了ISAR對(duì)三維目標(biāo)進(jìn)行二維成像的基本原理，并對(duì)成像進(jìn)行了仿真，然后對(duì)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行距

3、離對(duì)準(zhǔn)和相位校正等處理得到較清晰的二維飛機(jī)圖像，為以后的分析處理奠定了基礎(chǔ)。
　　(2)由于通常ISAR目標(biāo)的非合作性，橫向分辨率需要通過(guò)橫向定標(biāo)算法來(lái)估計(jì)得出，才能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)圖像距離-方位向的二維定標(biāo)，將所有圖像都橫向定標(biāo)后針對(duì)序列圖像進(jìn)行的三維重構(gòu)才有意義。本文針對(duì)基于分?jǐn)?shù)階傅里葉變換（FrFT）的橫向定標(biāo)算法進(jìn)行了研究，利用FrFT估計(jì)出目標(biāo)在成像期間的轉(zhuǎn)動(dòng)角速度從而求出成像期間目標(biāo)的總轉(zhuǎn)角，從而對(duì)二維ISAR圖像進(jìn)行橫向定標(biāo)

4、。
　　(3)ISAR圖像并不像光學(xué)圖像那樣清晰易分辨，在三維重構(gòu)時(shí)，還需要選取某些特定的強(qiáng)散射點(diǎn)來(lái)重構(gòu)物體的三維散射結(jié)構(gòu)，這就需要對(duì)二維圖像進(jìn)行特征點(diǎn)的選取與匹配。本文針對(duì)ISAR像的特點(diǎn)，首先在圖中選取一部分強(qiáng)散射點(diǎn)，再按照對(duì)圖像劃分大小相同的網(wǎng)格，并在每個(gè)網(wǎng)格中都選取最強(qiáng)的幾個(gè)散射點(diǎn)，即網(wǎng)格法提取散射點(diǎn)，從而完成特征點(diǎn)的提取，強(qiáng)散射點(diǎn)法視圖像的特點(diǎn)而取舍。特征點(diǎn)的匹配只針對(duì)兩幀圖像之間夾角很小時(shí)通過(guò)對(duì)比相應(yīng)網(wǎng)格位置散射點(diǎn)的個(gè)