基于UWB的运动目标成像算法的分析与实现

发布时间：2017-09-04 09:32

  本文关键词：基于UWB的运动目标成像算法的分析与实现

  更多相关文章： 超宽带技术 动目标检测 动目标成像 椭圆包络线 Keystone变换

【摘要】：近年来,随着公交车着火事件的不断发生,公共安全问题成为人们关注的焦点之一。目前车站和机场都设有安检处,通过安检设备对乘客携带的物品进行检测,防止给旅客的乘车带来安全隐患。然而考虑成本的因素,对于公交车没有这些检测设备的安装,因此不免给乘客的人身安全带来威胁。针对该现状,作者的导师已经申请了四川省科技计划项目“公交车危险品自动检测报警系统研究”。本论文在该项目的基础上,提出利用超宽带技术对运动的目标进行成像处理,进行相应的理论实现,是该项目前期的理论研究部分。论文描述了动目标成像的研究背景、研究意义以及超宽带成像技术的国内外现状,分析了超宽带的理论知识,包括对其定义、主要系统方案、技术的特性和应用上的分析。在超宽带理论的基础上,论文首先对运动目标反射的回波建立相应的数学模型,以运动的圆形目标为研究对象,建立数学模型时,对时延、脉冲宽度等因素给信号造成的影响进行了分析;然后根据建立的数学模型利用超宽带检测技术对动目标进行检测,这其中包括了传统的动目标检测算法和基于超宽带的动目标检测算法,以理论分析和仿真实验相结合的方法进行对比,体现利用超宽带检测技术在动目标检测上的优势,能达到更好的检测效果;经过对目标的检测,接下来重点研究基于超宽带的动目标成像技术。在成像算法中主要对椭圆包络线成像算法进行了分析和实现,通过对该算法基本原理的分析,总结出该算法在成像处理过程中的基本步骤,方便对该算法更好的理解和应用,接着与相似的圆形包络线算法进行性能上的对比,建立仿真实验并通过不同的仿真结果对阐述的理论进行验证,突出该算法在动目标成像上能达到很好的成像效果;最后在对椭圆包络线成像算法的总结中,提出该算法在实际应用中存在不足,即成像处理的对象为单目标。为了弥补该缺陷引用基于超宽带的时间反转成像算法,该算法根据不同目标能量聚焦强度的不同,能对多目标进行成像。但是多目标在反射的回波中存在重叠,因此提出了改进的方法,即利用Keystone变换的方法对回波进行分离处理,对分离后的回波运用该算法能显示出较好的目标图像,再对目标成像域进行分割,就可以利用椭圆包络线成像算法对不同的目标完成边界成像效果。本文在结构上采用先检测后成像的方法。针对多目标运动的成像处理,本文提出相应的改进优化方案,先对回波的重叠问题进行分离,再利用两种成像算法的结合完成对多目标的成像。在利用超宽带技术对运动的目标成像时,不同的成像算法有着不同的优势,作者利用两种成像算法在不同方面的优势,加之一定的改进方法,解决对多目标显示出高分辨率成像效果难的问题。当然,在对该课题的研究中,对理论分析的验证采用的更多的是仿真实验,利用Matlab仿真工具得出相应的仿真结果。通过对该课题的分析,一方面研究超宽带运动目标的成像算法,另一方面能够对项目接下来的工作提供新的思路。
【关键词】：超宽带技术 动目标检测 动目标成像 椭圆包络线 Keystone变换
【学位授予单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN925
【目录】：

• 摘要4-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-15
• 1.1 课题研究的背景及意义10-11
• 1.2 国内外技术现状11-13
• 1.3 课题的来源以及主要研究工作13
• 1.4 论文的内容及基本框架13-15
• 第2章 超宽带探测运动目标的理论研究15-26
• 2.1 超宽带理论和目标探测技术现状15-21
• 2.1.1 超宽带的概念15-16
• 2.1.2 超宽带系统16-18
• 2.1.3 超宽带技术的特性18-19
• 2.1.4 超宽带技术的应用19-20
• 2.1.5 超宽带探测目标技术研究进展20-21
• 2.2 超宽带探测运动目标回波建模21-24
• 2.2.1 运动目标对信号的影响21-23
• 2.2.2 多散射中心造成的影响23
• 2.2.3 超宽带回波模型的建立23-24
• 2.3 超宽带目标探测建模24-25
• 2.4 小结25-26
• 第3章 运动目标的探测算法分析26-40
• 3.1 脉冲偏移检测动目标检测算法26-29
• 3.1.1 算法的基本原理26
• 3.1.2 误检概率26-27
• 3.1.3 算法仿真27-29
• 3.2 回波强度改变的动目标检测算法29-32
• 3.2.1 算法的基本原理29-30
• 3.2.2 算法仿真30-32
• 3.3 基于超宽带的运动目标检测算法32-39
• 3.3.1 超宽带动目标检测算法分析32-36
• 3.3.2 超宽带运动目标检测仿真结果36-39
• 3.4 小结39-40
• 第4章 基于超宽带的动目标成像算法分析40-51
• 4.1 引言40-41
• 4.2 超宽带运动目标成像系统模型41-42
• 4.3 超宽带椭圆包络线动目标成像算法42-47
• 4.3.1 算法的基本原理42-45
• 4.3.2 算法的基本步骤45-46
• 4.3.3 算法的性能优势46-47
• 4.4 算法仿真及分析47-50
• 4.5 小结50-51
• 第5章 超宽带动目标成像算法改进及实现51-58
• 5.1 引言51
• 5.2 基于时间反转的动目标成像算法51-54
• 5.2.1 时间反转算法原理51-53
• 5.2.2 算法的一般步骤53-54
• 5.2.3 时间反转算法成像难点分析54
• 5.3 超宽带动目标成像算法优化流程54-55
• 5.4 算法成像实验仿真55-57
• 5.5 小结57-58
• 结论58-60
• 致谢60-61
• 参考文献61-64
• 攻读学位期间取得学术成果64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 李存斌;王恪铖;;A new grey forecasting model based on BP neural network and Markov chain[J];Journal of Central South University of Technology;2007年05期

，

本文编号：790693