基于视频SAR的动目标检测方法研究
发布时间：2021-10-16 05:57
视频SAR不仅具有传统SAR的优势,还具有高成像帧率、高分辨率的特性。它能实现对监测场景的连续快速成像,获得视频成像结果,可以为现代军事中对目标的实时检测、跟踪等作战要求提供帮助,同时其全天时、全天候的成像特性也更适应各种场景。动目标检测一直是SAR成像领域的热点,针对视频SAR的动目标检测的研究据有重要意义,本文在视频SAR的基础上对动目标检测方法进行了研究,主要研究内容如下:1、介绍了圆周模式下视频SAR的成像原理,同时,为了更好的研究动目标检测方法,对动目标回波信号特征进行了研究,重点分析了动目标速度导致的多普勒频移的问题,并进行了仿真分析。在视频SAR模式下,成像结果中目标阴影明显。为了进一步了解阴影特性,分析了动、静目标阴影的形成原理,并针对不同载频的SAR进行了仿真实验,说明了视频SAR系统更有利于目标阴影的形成。2、针对视频SAR模式下动目标检测问题,提出了一种利用动目标阴影实现动目标检测的方法。该方法利用视频SAR的高帧率成像特性,通过检测成像结果中相邻帧中阴影的变化来检测运动的阴影,进而实现对动目标的检测。对SNL公布的视频SAR成像结果进行了实验,验证了方法的有效性...
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SNL公布的视频SAR实验结
第一章绪论3（a）（b）图1-1SNL公布的视频SAR实验结果。（a）第220帧；（b）第260帧还无法实现，所以DARPA联合了美国一些防务公司一起开展工作，随着太赫兹相关研究的快速发展，所需要的硬件器件研制成功，促进了视频SAR的发展。2018年，在IEEE国际雷达会议上，雷神公司公开了第一幅235GHz频段的SAR图像，也公开了工作在235GHz频段的视频SAR的成像结果[10]，如图1-2展示了视频的其中两帧图像。（a）（b）图1-2235GHz频段的视频SAR成像结果。（a）其中一帧；（b）另一帧[10]在图1-2中可以清晰的观测到图像中不同的目标：道路、停车尝多普勒频移产生的亮线以及由于目标运动能量偏移而产生的阴影，对阴影的良好的成像能力也为运动目标检测开辟了新思路。
电子科技大学硕士学位论文4除此之外，美国通用原子航空系统有限公司（GeneralAtomicsAeronauticalSystems，Inc.GA-ASI）也在研究一种视频SAR系统[11]，该系统以圆形轨迹飞行，飞行过程中始终发射信号观测同一区域，可以获取高分辨率图像。该系统在做圆周运动时，将每一个合成孔径按照角度均分为若干个子孔径，相邻帧图像之间子孔径重叠，这样下一帧图像只需要一个子孔径的的长度，其子孔径划分如图1-3，这种方式可以减小计算量，实现快速成像，对监测区域的成像达到视频的效果。图1-3GA-ASI视频SAR多子孔径各图像帧形成利用该方式实现的视频SAR测试结果如图1-4，展示了某停车场车辆驶出的成像结果，其分辨率达到了4Hz，而且其采用的BP算法大大的降低了计算的时间消耗。同时，加拿大进行了VideoCCD实验，能根据连续帧图像变化实现目标的检测[12]、韩国提出了MIMO视频SAR并进行了相关是设计与研究[13]、德国对条带式视频SAR将进行了研究[14]。（a）（b）（c）图1-4GA-ASI视频SAR系统测试结果。（a）671帧；（b）675帧；（c）764帧而国内针对视频SAR的研究相对较少，主要还是仿真与算法验证。其中航天八院802所开展了星载视频SAR的研究、中国科学院大学开展了视频SAR快速BP式算法的研究、国防科技大学对视频SAR进行了研究，并通过机载实验实现了高分辨下的实时成像[15]。与此同时，电子科技大学也对视频SAR进行了研究，通过太赫兹雷达进行了视频SAR的相关实验验证，并且实现了成像帧率为2Hz的雷12345678910111213141516Frame1Frame2Frame3
【参考文献】：
期刊论文
[1]抑制脉冲压缩旁瓣的算法研究[J]. 宁千千. 国外电子测量技术. 2019(06)
[2]基于背景差分与帧间差分的目标检测改进算法[J]. 王梦菊,吴小龙,杜海涛. 自动化技术与应用. 2018(10)
[3]一种VideoSAR动目标阴影检测方法[J]. 张营,朱岱寅,俞翔,毛新华. 电子与信息学报. 2017(09)
[4]基于背景差分法的单通道圆迹SAR动目标检测算法研究[J]. 洪文,申文杰,林赟,鲍慊. 电子与信息学报. 2017(09)
[5]天基视频SAR系统设计及成像算法研究[J]. 梁健,张润宁,包敏凤. 中国空间科学技术. 2016(06)
[6]基于图像序列的VideoSAR动目标检测方法[J]. 聊蕾,左潇丽,云涛,朱岱寅. 雷达科学与技术. 2016(06)
[7]一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法[J]. 韦北余,朱岱寅,吴迪. 电子与信息学报. 2016(07)
[8]一种改进的三帧差分运动目标检测算法[J]. 陈宝远,霍智超,陈光毅,孙忠祥. 应用科技. 2016(02)
[9]视频合成孔径雷达振动误差分析及补偿方案研究[J]. 赵雨露,张群英,李超,纪奕才,方广有. 雷达学报. 2015(02)
[10]基于改进的单高斯背景模型运动目标检测算法[J]. 陈银,任侃,顾国华,钱惟贤,徐福元. 中国激光. 2014(11)
博士论文
[1]视频合成孔径雷达成像理论与关键技术研究[D]. 胡睿智.电子科技大学 2018
[2]SAR-GMTI处理方法研究[D]. 钱江.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]机载SAR回波仿真与图像模拟[D]. 杨薇.电子科技大学 2014
本文编号：3439282
【文章来源】：电子科技大学四川省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：82 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
SNL公布的视频SAR实验结
第一章绪论3（a）（b）图1-1SNL公布的视频SAR实验结果。（a）第220帧；（b）第260帧还无法实现，所以DARPA联合了美国一些防务公司一起开展工作，随着太赫兹相关研究的快速发展，所需要的硬件器件研制成功，促进了视频SAR的发展。2018年，在IEEE国际雷达会议上，雷神公司公开了第一幅235GHz频段的SAR图像，也公开了工作在235GHz频段的视频SAR的成像结果[10]，如图1-2展示了视频的其中两帧图像。（a）（b）图1-2235GHz频段的视频SAR成像结果。（a）其中一帧；（b）另一帧[10]在图1-2中可以清晰的观测到图像中不同的目标：道路、停车尝多普勒频移产生的亮线以及由于目标运动能量偏移而产生的阴影，对阴影的良好的成像能力也为运动目标检测开辟了新思路。
电子科技大学硕士学位论文4除此之外，美国通用原子航空系统有限公司（GeneralAtomicsAeronauticalSystems，Inc.GA-ASI）也在研究一种视频SAR系统[11]，该系统以圆形轨迹飞行，飞行过程中始终发射信号观测同一区域，可以获取高分辨率图像。该系统在做圆周运动时，将每一个合成孔径按照角度均分为若干个子孔径，相邻帧图像之间子孔径重叠，这样下一帧图像只需要一个子孔径的的长度，其子孔径划分如图1-3，这种方式可以减小计算量，实现快速成像，对监测区域的成像达到视频的效果。图1-3GA-ASI视频SAR多子孔径各图像帧形成利用该方式实现的视频SAR测试结果如图1-4，展示了某停车场车辆驶出的成像结果，其分辨率达到了4Hz，而且其采用的BP算法大大的降低了计算的时间消耗。同时，加拿大进行了VideoCCD实验，能根据连续帧图像变化实现目标的检测[12]、韩国提出了MIMO视频SAR并进行了相关是设计与研究[13]、德国对条带式视频SAR将进行了研究[14]。（a）（b）（c）图1-4GA-ASI视频SAR系统测试结果。（a）671帧；（b）675帧；（c）764帧而国内针对视频SAR的研究相对较少，主要还是仿真与算法验证。其中航天八院802所开展了星载视频SAR的研究、中国科学院大学开展了视频SAR快速BP式算法的研究、国防科技大学对视频SAR进行了研究，并通过机载实验实现了高分辨下的实时成像[15]。与此同时，电子科技大学也对视频SAR进行了研究，通过太赫兹雷达进行了视频SAR的相关实验验证，并且实现了成像帧率为2Hz的雷12345678910111213141516Frame1Frame2Frame3
【参考文献】：
期刊论文
[1]抑制脉冲压缩旁瓣的算法研究[J]. 宁千千. 国外电子测量技术. 2019(06)
[2]基于背景差分与帧间差分的目标检测改进算法[J]. 王梦菊,吴小龙,杜海涛. 自动化技术与应用. 2018(10)
[3]一种VideoSAR动目标阴影检测方法[J]. 张营,朱岱寅,俞翔,毛新华. 电子与信息学报. 2017(09)
[4]基于背景差分法的单通道圆迹SAR动目标检测算法研究[J]. 洪文,申文杰,林赟,鲍慊. 电子与信息学报. 2017(09)
[5]天基视频SAR系统设计及成像算法研究[J]. 梁健,张润宁,包敏凤. 中国空间科学技术. 2016(06)
[6]基于图像序列的VideoSAR动目标检测方法[J]. 聊蕾,左潇丽,云涛,朱岱寅. 雷达科学与技术. 2016(06)
[7]一种基于动目标聚焦的SAR-GMTI方法[J]. 韦北余,朱岱寅,吴迪. 电子与信息学报. 2016(07)
[8]一种改进的三帧差分运动目标检测算法[J]. 陈宝远,霍智超,陈光毅,孙忠祥. 应用科技. 2016(02)
[9]视频合成孔径雷达振动误差分析及补偿方案研究[J]. 赵雨露,张群英,李超,纪奕才,方广有. 雷达学报. 2015(02)
[10]基于改进的单高斯背景模型运动目标检测算法[J]. 陈银,任侃,顾国华,钱惟贤,徐福元. 中国激光. 2014(11)
博士论文
[1]视频合成孔径雷达成像理论与关键技术研究[D]. 胡睿智.电子科技大学 2018
[2]SAR-GMTI处理方法研究[D]. 钱江.西安电子科技大学 2011
硕士论文
[1]机载SAR回波仿真与图像模拟[D]. 杨薇.电子科技大学 2014
本文编号：3439282
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