基于机载SAR图像的地雷目标检测技术研究

发布时间：2019-12-01 23:18

【摘要】：机载超宽带合成孔径雷达(Ultra-wideband Synthetic Aperture Radar,UWB SAR)能够穿透地表对浅埋目标进行高分辨率成像,具有作用距离远、不受光照条件影响、方位频率信息丰富等优点,是大面积区域地雷探测的有效手段。本文在分析UWB SAR中地雷目标特征的基础上,对机载情况下地雷检测中的关键技术进行了深入研究,主要工作如下:1、研究了机载超宽带SAR中地雷目标特征提取问题。首先介绍了UWB SAR目标回波与成像模型,利用物理光学法分析了地雷目标的时域双峰特征,并对常用的地雷特征进行了适用性分析。利用机载UWB SAR具有大成像积累角和宽信号带宽的特点,提取了目标散射强度的方位频率依赖特征。2、研究了地雷检测中目标预筛选问题。通过对恒虚警率(Constant False Alarm Rate,CFAR)方法的分析,指出常规的预筛选方法对目标先验知识的利用不充分。为解决地雷检测中虚警率过高的问题,利用方位散射熵(Azimuth Scattering Entropy,ASE)来衡量旋转体目标的方位不变性,将其作为检测特征,并提出基于方位散射特征和局部对比度特征的融合检测算法,实测数据表明融合检测算法比CFAR方法具有更好的检测性能。3、研究了地雷目标鉴别问题。介绍了支持向量机(Support Vector Machine,SVM)算法,针对地雷检测存在小样本学习和典型杂波不充分的问题,使用超球面支持向量机作为地雷检测中的鉴别器。通过奇异值分解提取奇异值特征向量来表征方位频率信息的结构特征,并利用该特征进行地雷目标鉴别,实测数据验证了方法的有效性。
【图文】：

国防科学技术大学研究生院硕士学位论文性分析，车载探雷中常用的特征在机载情况下稳健性下降；（2）预使用目标特征，大部分都是在鉴别阶段使用，导致检测和鉴别分割太决以上问题，本文先对机载情况下常用的地雷特征进行适用性分析 SAR 具有大成像积累角和宽信号带宽的特点，提取目标散射强度随方变化的规律，并将方位不变性融入到地雷目标预筛选中，将方位频到目标鉴别中。文中所采用的实测数据来自于 AMUSAR 系统的飞行实验。图 SAR 系统及飞艇平台的照片。AMUSAR 系统固定在飞艇腹部，飞艇系统安装在吊舱中，飞艇为 3003m 充氦气飞艇，最大载荷 40kg。系2GHz 的脉冲步进频率信号作为发射信号，配备了高精度差分 GPS 和（Inertial Navigation System，INS），能够实时高分率成像，距离和到1m 1m。

雷达远距离工作， SAR 图像中地雷湮没在周围强杂波中，，这种情况下也容的时域双峰特征是不稳定的，受入射角为此，机载情况下需要寻找稳定的、适下地雷目标特征有大成像积累角和宽信号带宽，由前文分目标空间位置的函数，还是目标方位角和频率的变化关系是不同的，可以提取系作为超宽带 SAR 中目标的特征。致性称性，是一种典型的旋转体目标[53]（B如图 2.7 所示，埋设的地雷一般可等效为转体目标各个方向 RCS 相同。机载 SAR
【学位授予单位】：国防科学技术大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TN957.52

【参考文献】

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本文编号：2568545