基于三维模型的SAR舰船仿真与运动状态识别

发布时间：2021-12-11 09:52

　　针对海面航行舰船的目标检测识别问题,基于射线追踪法进行合成孔径雷达（SAR）舰船目标运动状态的仿真,获得不同运动状态下的舰船目标图像,分析不同舰船目标在静止、切向运动、径向运动、切向加径向运动4种不同运动状态下的SAR图像特征,通过构建卷积神经网络（CNN）对SAR图像的舰船运动状态进行识别,获得目标的运动行为解释。仿真试验结果表明,该识别算法对舰船目标运动状态识别率可达95.54%,验证了算法的有效性。 

【文章来源】：指挥信息系统与技术. 2020,11(04)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

射线追踪法原理

本文采用3D Max软件对5种不同类型的舰船进行建模。舰船建模参数如表1所示。5种舰船模型渲染效果如图2所示。网格剖分是将3D模型的表面划分成一系列三角面元的处理过程，剖分三角面元的质量和数量决定了后期计算碰撞检测的时间成本，而且网格剖分本身很耗时间，网格剖分应首先考虑时间成本和计算资源限制。本文采用FEKO软件进行网格剖分。

射线追踪法的一个重要部分是判断射线是否与场景中物体相交，即碰撞检测，并求出交点坐标。对舰船模型进行网格剖分，由于3D舰船模型由一系列三角面元组成，因此判断射线与场景中舰船模型是否相交的问题，可以转化为射线与场景中舰船模型每一个三角面元是否相交的问题。为减少计算时间，假设有一个能包含舰船模型的最小球体，如果射线与该球体相交，再循环遍历射线与所有三角面元的碰撞检测，否则必定不与舰船模型相交。这样在循环遍历前加入相交预判断能大大减少计算量，从而减少时间成本。碰撞检测流程如图3所示。1.4 物理光学法计算RCS

【参考文献】：
期刊论文
[1]海上舰船目标雷达成像算法[J]. 邢孟道,高悦欣,陈溅来,保铮.  科技导报. 2017(20)
[2]地面车辆目标高质量SAR图像快速仿真方法[J]. 董纯柱,胡利平,朱国庆,殷红成.  雷达学报. 2015(03)
[3]两种海面舰船SAR图像仿真方法对比[J]. 黄佳琦,祝明波,侯建国,董巍,邹建武.  雷达科学与技术. 2015(02)
[4]基于二次散射的舰船目标SAR图像仿真[J]. 黄佳琦,祝明波,侯建国,王腾飞,张东兴.  雷达科学与技术. 2015(01)
[5]基于中值对消的ACSI-SAR杂波抑制算法[J]. 唐雄,沈健,卢晓勇.  指挥信息系统与技术. 2013(04)
[6]合成孔径雷达在军事上的应用分析[J]. 田锦昌.  飞航导弹. 2010(02)
[7]SAR图像舰船目标的特征识别[J]. 董江曼,李应岐,邓飚.  陕西师范大学学报(自然科学版). 2004(S1)
[8]基于运动参数估计的SAR成像[J]. 邢孟道,保铮.  电子学报. 2001(S1)
[9]星载合成孔径雷达多普勒参数估计[J]. 黄永红,毛士艺.  电子学报. 1994(06)



本文编号：3534463