穿墙雷达隐蔽目标成像跟踪方法研究

发布时间：2018-05-21 06:05

本文选题：墙体补偿 + 阵列栅瓣抑制　；参考：《电子科技大学》2017年博士论文

【摘要】：穿墙成像雷达利用电磁波透视建筑墙体,实现隐蔽目标检测、定位、跟踪和成像,在反恐维稳、执法抓捕和灾难救援等领域具有重要的应用前景。与传统雷达不同,穿墙成像雷达工作于复杂电磁环境,墙体折射相位畸变、封闭空间多径传播和人体目标非刚性运动等,导致封闭空间高精度隐蔽运动目标稳健跟踪是一项具有挑战性的国际难题。本文针对超宽带稀疏阵列穿墙雷达隐蔽目标成像跟踪中的难题,从墙体折射相位畸变补偿、稀疏阵列栅瓣抑制、封闭空间多径幻象抑制、图像域非刚性运动目标稳健跟踪等方面开展研究工作,取得的创新点如下:1、针对电磁波墙体折射相位畸变造成的目标图像散焦和位置偏移问题,提出了基于图像自聚焦的未知墙体参数估计方法,并基于墙体参数提出了折射角近似墙体时延补偿方法,实现了穿墙隐蔽目标聚焦成像。2、针对封闭空间复杂多径幻象干扰问题,提出了基于相位相干和子孔径图像联乘的多径幻象抑制方法,大幅度降低了多径幻象干扰,推导并验证了指数相位相干因子加权时多径幻象抑制比的近似表达式。针对超宽带稀疏阵列栅瓣干扰问题,提出了一种改进型符号相干因子加权方法,仿真表明,与指数相位相干因子加权方法相比,在保持相近图像质量前提下,计算复杂度降低了84%。3、提出了基于均值偏移的隐蔽目标图像跟踪方法,通过双轴投影方法创建变尺度模板,并基于目标图像相似性准则更新模板位置,结合跟踪反馈结果自适应调整MTI滤波器结构,实现了隐蔽非刚性机动目标的稳健跟踪。4、提出了基于建筑布局辅助的隐蔽目标成像跟踪方法,首先,通过多脉冲相干积累、一阶多径反演以及单侧双视角聚束成像等估计建筑布局结构;然后,基于建筑布局进行分区域成像,并利用多径幻象位置与建筑布局的几何关系,剔除多径幻象航迹,实现了多建筑房间内多目标的稳健跟踪。以上算法均已通过电磁仿真或实测数据验证。
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【学位授予单位】：电子科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TN957.52

【参考文献】