基于非视距雷达三维成像的隐藏目标精确重构方法

非视距(NLOS)三维成像雷达是一种利用多径散射回波探测隐藏目标的新技术,但存在多路径回波分离、孔径遮蔽缩减、反射面相位误差等问题,传统视距雷达三维成像方法难以实现非视距隐藏目标的高精度成像。为此,该文提出了一种基于迭代稀疏重构的非视距隐藏目标三维成像雷达精确成像方法(NSIR)。在该方法中,首先构建非视距毫米波雷达三维成像的多径信号模型,利用视距/非视距回波特性,通过模型驱动方法提取非视距隐藏目标的多路径回波,实现视距/非视距回波信号的分离;其次,构建耦合多径反射面相位误差的全变分多约束隐藏目标重构优化问题,利用分裂Bregman全变分(TV)正则化算子和最小均方误差的相位误差估计准则,联合求解多约束最优化问题,实现非视距目标的精确成像及轮廓重构。最后,搭建平面扫描的三维成像雷达试验平台,完成了拐角非视距场景下刀具、铁架等目标的实验验证,验证了非视距毫米波三维成像雷达隐匿目标探测能力及该文方法的有效性。

国际首批机载阵列合成孔径雷达三维成像

合成孔径雷达(Sy nthetic Aperture Radar,SAR)进行二维成像时,三维地物在图像中会产生严重的混叠,给目标识别与图像解译带来极大的困难,已成为制约SAR装备在应用中有效发挥的主要瓶颈。SAR三维成像技术能够直接获得目标的三维电磁散射结构,消除SAR图像中由于成像机理导致的收缩、叠掩、顶底倒置等现象,对三维环境重构、目标精细化解译、城市测绘和灾害评估等应用具有重大意义。

基于深度学习的高分辨率三维激光雷达成像目标检测方法

高分辨率三维激光雷达成像目标检测中受到双目视觉耦合干扰导致检测精度不高,提出基于深度学习的高分辨率三维激光雷达成像目标检测方法。采用视觉传感器与惯性传感器实现对高分辨率三维激光雷达图像采集,通过激光点云特征提取和动态场景图像融合的方法实现对高分辨率的三维激光雷达合成,采用补偿滤波方法实现对三维激光雷达成像目标检测过程中的点云畸变矫正处理,通过局部滑动窗口的图特征匹配和深度学习模型,建立激光雷达成像目标检测的深度特征匹配模型,根据特征匹配结果和激光雷达帧图匹配结果,实现对高分辨率三维激光雷达成像目标检测。仿真测试结果表明,采用该方法进行目标检测的激光雷达成像在噪声干扰下,峰值信噪比最低为41 dB,检测精度达到0.96。

激光雷达探测及三维成像研究进展

激光雷达是一种可以精确、快速获取目标三维空间信息的主动探测技术,在目标的识别、分类和高精度三维成像及测量方面有着独特的技术优势,应用范围和发展前景十分广阔。本文详细阐述了激光雷达探测以及三维成像系统的各种体制、探测原理等;总结和梳理了国内外单点扫描、线阵推扫以及面阵三维成像激光雷达系统的发展现状;同时对比分析了它们在星载、机载、车载等不同平台和应用领域的技术特点及优劣势等。近年来,三维成像激光雷达逐渐从单点扫描向小面阵扫描和线阵推扫式及面阵闪光成像发展,成像速度越来越快;同时单光子探测技术逐渐成熟,探测灵敏度越来越高。随着现代探测技术越来越趋向于多种传感器的融合探测发展,三维成像的发展也趋向于主、被动成像相结合,以获取更丰富的目标信息。

基于盖革模式APD阵列的非扫描激光三维成像雷达研究综述

基于盖革模式APD阵列的非扫描激光三维成像雷达发射单个脉冲即能同时获得目标的二维信息和距离信息,在军事和民用方面都有重要应用。首先简要介绍了非扫描激光三维成像雷达的优点及采用盖革模式APD阵列的优势,然后介绍了单个APD器件的工作原理及基于APD阵列的激光三维成像的工作原理,综述了国内外以盖革模式APD阵列作为探测器的激光三维成像雷达发展现状,最后总结归纳了基于盖革模式APD阵列的激光三维成像雷达的发展趋势,分析了我国未来的发展方向。

三维成像雷达高度计机载原理样机及机载试验

本文介绍了三维成像雷达高度计的工作原理和系统设计 ,重点介绍机载样机系统及首次机载飞行试验 .机载试验在国内首次获得单轨双天线干涉相位图像 .

三维成像雷达高度计成像模拟研究

根据三维成像雷达高度计系统 ( CIALT,China Imaging Altimeter)的成像基本原理建立了一个模拟系统 ,用来获得原始数据并进行成像处理。在该模拟系统基础上 ,给出了对各种目标的模拟成像结果 ,并针对系统参数选择、窗函数选择以及聚焦深度和距离弯曲等因素对成像的影响进行了深入的讨论。最后 。

用于伪装目标识别的高分辨率三维成像激光雷达系统

利用高分辨率三维成像激光雷达技术开发能够识别伪装目标的空基激光雷达系统对提高战场侦察能力具有重要意义。本文详细介绍了一种用于伪装目标识别的高分辨率三维成像激光雷达系统，重点介绍了系统原理、设计过程中采用的先进技术和方法，最后分析了该系统关键技术的发展情况。

逆合成孔径三维成像激光雷达研究

三维图像能准确反应目标的物理特征,提高目标识别的性能,但传统的光学三维成像技术受到扫描体制或阵元个数的限制,很难实现对运动目标的实时成像,针对这一问题,提出了一种将逆合成孔径技术、激光信号与干涉技术相结合的逆合成孔径三维成像激光雷达,给出了系统的初步设计方案,分析了成像的基本原理和实现方法,构建了模拟系统,进行了仿真分析,实验结果验证了该雷达系统的可行性和成像中的优势,最后讨论了系统实现过程中还需要解决的关键问题。

国外空间目标激光三维成像雷达关键技术分析

激光三维成像雷达可同时获得目标的灰度像和距离像,是完成空间目标识别、交会对接和在轨服务等任务的关键测量设备之一。在研究其基本原理、系统组成和关键性能的基础上,对不同体制激光三维成像雷达的关键技术实现途径进行了分析与比较,并总结了制约其在空间中应用的技术瓶颈。

多波束三维成像激光雷达高精度收发匹配方法研究

三维成像激光雷达技术为空间地理信息获取、目标立体探测提供了新的技术途径。以多波束并行收发、单光子阵列探测为特征的新一代三维成像激光雷达可提升雷达探测灵敏度、激光成像帧频与成像效率,从而实现远距离快速激光三维成像。三维成像激光雷达的激光发散角与接收视场需角秒量级的匹配精度。随着系统波束数量的增加,几十甚至上百波束的高精度收发波束匹配是系统设计装调的难点。聚焦多波束单光子阵列三维成像激光雷达的收发匹配难题,设计了基于衍射分束激光发射与光纤阵列接收的收发光学系统,提出了一种多波束激光雷达收发波束匹配方法,并对该方法的收发匹配误差源以及温度对其影响进行了详细分析仿真。实验验证结果表明,可实现64波束优于10μrad的匹配误差,在工作温度范围内总的收发失配优于20.78μrad,满足本系统设计时25.5μrad的收发匹配裕量,系统对环境温度有较好的适应性,具有良好的工程应用前景。

基于散射中心关联的三维成像方法

基于目标三维散射中心在雷达视线上的几何投影关系,提出了一种雷达目标散射中心关联和三维成像的新方法,采用随机抽样一致性方法实现了对关联样本有效性的检验以及对各散射中心最优关联方案的选取。仿真实验表明,该算法简单易行,适用于目标散射中心和姿态数目较多的情况,并可以对存在缺失点、虚假点等复杂情况的散射中心进行关联和三维成像,具有较高的鲁棒性。

基于波束形成原理的SAR三维成像算法

合成孔径雷达(SAR)三维成像能解决SAR二维成像中的叠掩、顶底倒置等几何失真问题,在军事侦察、灾害预测、资源调查和地形融合等领域具有广阔的应用前景.本文基于波束形成原理开展了SAR三维成像方法研究,通过在航迹向及跨航向上同时进行数字波束合成,实现对观测目标的三维分辨成像,分析了距离近似条件对三维成像处理的影响并验证其正确性,通过仿真实验数据验证了本文模型及算法的有效性及正确性.

基于刚体几何不变性的雷达目标运动路径拟合和三维优化重建方法

对于飞机、船舰等刚体雷达目标,其在运动过程中具有空间几何不变性。利用这一约束条件,可以通过雷达回波中提取出的目标散射点的一维距离史重建出目标的三维形状和运动路径。鉴于现有的基于几何不变性的雷达目标三维重建算法存在鲁棒性差的问题,本文利用雷达目标的运动惰性,对初步重建后得到的目标运动路径进行了拟合,并利用拟合后的运动路径对目标散射点的三维坐标进行了优化重建。文中对重建的误差进行了分析,提出了仿射扰动和欧式重建误差的误差模型。仿真实验证明,经仿射匹配校正后的拟合路径与真实路径基本吻合,从而可以有效获得目标的运动特征;同时,利用本文提出的优化重建方法能够有效抑制目标的欧式重建误差,提高了重建算法的准确性。

特高压输电通道激光-雷达三维可视化系统的建设与研究

介绍了特高压输电通道激光-雷达三维可视化系统建设的目标、结构及其特点,阐述了激光-雷达三维可视化技术在特高压输电通道风险评估中的应用理念,为提升特高压输电通道运检管理水平提出了一种新的技术方法。

基于最大锐度半正定规划的线阵SAR自聚焦三维成像

线阵合成孔径雷达(LASAR)三维成像技术是一种具有重要潜在应用价值的新型雷达成像技术。但在一个脉冲重复时间中,LASAR系统中需采用阵列天线多个天线相位中心同时接收回波,仅利用载荷单个测量位置的导航测量系统(如惯性测量系统或全球定位系统)数据难以精确补偿LASAR阵列天线多个相位中心的运动误差。为了克服运动误差对阵列多天线相位中心影响,该文提出了一种基于最大锐度半正定规划的LASAR后向投影自聚焦成像算法。该算法建立了后向投影成像算法处理的线性数学模型,结合LASAR三维图像锐度最大化原则,利用迭代逼近最优方法对阵列多天线相位中心运动误差引入的相位误差进行估计。另外,为了提高自聚焦算法运算效率,仅采用主散射目标区域进行相位误差估计。仿真数据和实测数据验证了该算法的有效性。

非盲源KPCA剩余噪声比阈值层析SAR成像方法

合成孔径雷达(SAR)层析成像技术是基于干涉SAR测量技术发展而来的先进三维成像技术。层析SAR通过第三维反演技术将叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体进行分离而实现SAR的三维成像。因此,叠掩在同一距离-方位分辨单元的散射体分离是层析成像的关键。文中提出了一种非盲源散射体分离算法,结合核主成分分析和剩余噪声比阈值,估计同一距离-方位分辨单元内散射体的个数,并反演其位置。在满足完整度的同时,尽可能抑制噪声。该方法利用核主成分分析,人为增加核矩阵维度,从而减少系统的导向向量偏差;并且加入剩余成分中噪声强度比的计算作为算法的约束条件,从而降低了噪声信号误判的可能性。实验结果表明,所提方法在各个方面都优于传统的层析反演方法,并且高度重建精度得到一定程度的提高。

压缩感知曲线SAR孔径优化和目标三维特征提取

在建立曲线合成孔径雷达回波信号稀疏表示模型的基础上,基于压缩感知采样矩阵设计的不相关原则,给出了曲线孔径优化设计的评价准则,并利用基于全局优化的基追踪方法实现了目标三维特征提取。仿真结果验证了孔径优化评价准则的正确性和基追踪方法在目标特征提取处理中的有效性。

雷达高度计在海冰厚度探测中的研究进展

海冰是全球变化的指示剂,海冰厚度是海冰最难探测的参数之一。文章对现有的海冰厚度探测方式以及近年来相关研究进行了全面回顾和分析,对卫星雷达高度计、合成孔径雷达反演冰厚所存在的问题进行了总结;重点分析了星下点观测模式的雷达高度计以及雷达干涉测量技术在海冰厚度探测中的应用,分析了三维成像雷达成像高度计在海冰探测中的潜力,以及三维成像雷达成像高度计在海冰厚度探测机理及数据处理方面存在的问题。

激光成像系统中高耦合效率单模光纤耦合器设计(英文)

在三维激光成像系统中,其性能表现绝大部分决定于器件接收背反射光能幅度的大小,以及耦合器中空间光到光纤纤芯的光耦合效率的高低。为了增加耦合器中激光能量到纤芯内的耦合效率,提出了一种新型非球面透镜到锥形光纤头的耦合器的设计,得到了该耦合器中耦合效率的解析表达式。通过优化耦合透镜的倒相对孔径,对应波长为1 310 nm和1 550 nm的最大耦合效率分别为81.80%and 81.90%,此时的倒相对孔径分别为0.280和0.292。与通常耦合器中的耦合效率相比较,其最大耦合效率没有下降,而相应的倒相对孔径增加较大。另外,还分析了透镜-纤芯对准错位的影响,结果表明,随着对准错位的增加,耦合效率急剧下降。