双基地宽带成像雷达时间及调频率同步方法

双基地宽带成像雷达由于不同源会产生时间同步误差和调频率同步误差。针对这一问题,面向低成本、小型化雷达接收机设计同步方法。针对时间同步问题,提出了直达波触发的收发脉宽非一致时间同步方案,通过使用直达波触发接收窗启用时刻,同时增加接收窗长度和低通匹配滤波,以完成时间同步。针对调频率同步问题,提出了采用吕氏分布对调频率误差进行估计,进而进行补偿,以完成调频率同步。该时间及调频率同步方法基本不需要增加接收机硬件成本,可以适应小型化接收雷达需求。基于小型宽带雷达搭建室内的双基宽带雷达模型,实验实现了双基雷达同步以及数据采集、成像。实验结果验证了所提方法的有效性。

某型精密跟踪成像雷达模拟训练系统设计

针对航天工程大学雷达工程专业装备操作教学需求,开展精密跟踪成像雷达模拟训练系统设计。首先设计精密跟踪成像雷达模拟训练系统架构,分为应用层、服务层、数据层和基础层4个层次,然后对关键模块包括推演导调、综合模拟、任务规划、训练评估以及信号处理、跟踪处理、宽带成像、特征提取与识别等分别进行设计。研究表明:所提系统架构和模块设计可以为同领域相控阵雷达等开展模拟训练研究等提供技术参考,具有一定的工程应用价值。

对步进线性调频成像雷达的间歇采样转发干扰方法

针对步进线性调频信号(stepped frequency-linear frequency modulation,SF-LFM)体制雷达对抗问题,提出了一种基于子脉冲间歇采样的干扰方法。通过对截获SF-LFM信号的子脉冲进行交替采样与转发,在雷达成像处理后可形成沿距离向延拓的逼真假目标。在此基础上对其干扰特性与参数设计问题进行了讨论,并分别通过一维理想散射点仿真与某型飞机二维成像数据仿真实验验证了所提方法有效性。

高平面分辨率穿透成像雷达的研究与实现

穿透成像雷达利用电磁波对介质的穿透特性,对非金属介质内的不连续点进行高分辨成像。为实现该雷达系统的毫米级高平面分辨率、高探测效率和高便携适用性,设计了高平面分辨率穿透成像雷达系统。采用连续波体制和快速扫描空间采样方案以确保小型化和高成像性能,实现了一体化雷达射频前端;提出了参数未知条件下的自聚焦成像处理等数据处理方法,研制了穿透成像雷达系统样机,质量仅为2.5 kg,可单人手持操作;开展了成像分辨率和穿透能力实验测试,验证了方案的可行性和有效性。

逆合成孔径成像雷达隐身目标零样本识别

针对现有算法不具备识别出未在训练过程中出现的新类别目标的能力问题,提出了针对逆合成孔径成像雷达(inverse synthetic aperture imaging radar,ISAR)隐身目标零样本学习识别方法。首先,基于飞行类动态目标三维网络化物理模型,使用FEKO电磁场仿真软件进行编程,实现ISAR可见的源目标图像数据生成;然后,在此基础上形成不同飞机类目标细节属性的文本语义特征表达。所提出的新类型算法网络模型采用两个变分自编码器,分别进行了图像和语义的特征生成,从而让网络学习到模态不变的特征表达。使用可见类别数据训练网络,并获得能够凭借语义信息生成图像特征的模型。训练识别采用该学习模型不可见的未知新类别目标,从不可见未知的新类别文本语义生成不可见未知的新目标图像特征信息,支撑了不可见未知的新目标识别,统计未知的新类别识别正确率为75%。

分布式穿墙成像雷达空间配准方法

分布式穿墙成像雷达利用多个穿墙雷达节点在多个视角对室内目标协同探测,可以有效弥补传统单视角穿墙探测的不足。提出了一种基于高斯混合模型的分布式穿墙成像雷达空间配准方法,根据各个节点探测结果中多目标位置关系求解雷达节点位置。首先将各个雷达节点的量测点集建模为高斯混合模型;然后将雷达节点配准问题转化为求解最优坐标变换参数的优化问题;最后采用粒子群优化求解,实现雷达节点空间配准。仿真与实测结果验证了该方法的有效性。

基于不同作用体制下的非扫描激光成像雷达探测技术

激光成像雷达是激光技术和雷达技术相结合的产物,在军事上有着广泛的应用前景。非扫描激光成像雷达是近年来出现的新型雷达,因没有机械扫描装置,具有高帧频率、宽视场、高可靠性的特点。本文对基于相位法的非扫描激光成像雷达、基于多狭缝条纹管的非扫描激光成像雷达、基于阵列的非扫描激光成像雷达的原理、特点进行了分析,指出了每种体制的局限性,为应用具体背景下的非扫描激光成像雷达体制的选择提供了一定的参考价值。

CO_2激光成像雷达技术的进展

介绍了军用ＣＯ２激光成像雷达的最新发展动态，并针对我国实际情况，提出了发展ＣＯ２激光成像雷达的一些建议。

高分辨率遥感新途径——合成孔径激光成像雷达

合成孔径激光成像雷达是能够达到厘米量级成像分辨率的唯一的空间光学遥感手段,属于以物理光学为主的交叉学科领域前所未有的研究难题,目前已经发展了两种体系:侧视合成孔径激光成像雷达和直视合成孔径激光成像雷达。对比它们原理上的特点,直视合成孔径激光成像雷达具有更大的实际应用可能性。

基于压缩感知的随机噪声成像雷达

近年来提出的压缩感知(CS)理论指出可以从很少的采样点中以很大的概率准确重建原始的未知稀疏信号。该文将压缩感知与随机噪声雷达相结合,提出了基于压缩感知的随机噪声雷达,并给出了该雷达系统的基本原理框图,从理论上证明了基于压缩感知的随机噪声雷达的回波观测矩阵具有很好的等容性质,在目标场景稀疏或可以稀疏表示时,基于压缩感知的随机噪声雷达可以采集远小于常规随机噪声雷达成像所需的回波数据并能实现准确成像,最后通过仿真实验验证了该文的结论。

激光成像雷达成像仿真技术研究

提出了一种模拟激光戍像雷达图像的新方法,该方法基于激光成像雷达的基本工作原理,结合激光在大气传输过程中的消光效应和激光成像雷达的光电噪声,对整个成像过程进行了高精度模拟.实验结果表明,该方法仿真的激光回波波形与实测波形比较接近,仿真得到的图像具有较高的可信度,并且已经在激光成像雷达样机设计和后继的匹配定位导航研究中得到应用.

条纹管激光成像雷达条纹图像噪音分析与处理

从条纹管激光成像雷达的结构和成像原理出发,讨论了各种噪音来源、噪音特点、影响因素、对最终图像的贡献大小和抑制方法.通过条纹管激光成像雷达阶梯目标扫描成像实验结果分析,噪音源理论分析得到了验证.结合条纹图像处理的特殊目的,通过对比几种边界保持类平滑滤波算法,得出K近邻平滑均值滤波器具有更低的时间复杂度和空间复杂度和更好的滤噪效果,当取N=7,K=25时,可以在允许的处理时间内极大地提高条纹图像信噪比,然后,利用阈值算法有效滤除了背景噪音,最终成功地从复杂的噪音中提取到了条纹数据.这项工作为后续的目标像重构奠定了基础,并指出了下一步工作的方向和重点.

新型激光成像雷达图像匹配处理机的设计与实现

激光成像雷达是一种新型成像雷达,图像匹配处理机的使用是该雷达导航应用的先决条件之一。对激光成像雷达的图像匹配处理机进行分析,再进行设计。采用以高速DSP为主处理器,以大规模FPGA为处理器的图像匹配处理机的硬件方案。该方案计算能力强大且可扩展性强,通信接口多样可靠,算法软件实现可灵活修改。实验结果表明,该系统具有高实时性、高数据吞吐率、高可靠性、结构灵活的特点,为激光成像雷达在图像匹配导航中的应用研究提供了强大的处理平台。

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。

利用奇异值特征的激光成像雷达目标识别

随着激光技术的发展,激光成像雷达在现代战争复杂战场环境中逐渐获得了广泛的应用,目前激光成像雷达目标识别技术已成为国内外研究的热点。基于激光成像雷达的距离像,以地面军事目标为识别对象,提出了针对奇异值特征的激光成像雷达目标识别算法。利用奇异值特征表征图像具有良好的稳定性,通过分析识别率与奇异值特征数目的关系,从激光成像雷达目标的距离像中提取奇异值特征,该特征有效抑制了噪声,最后应用最优参数支持向量机对3种地面军事车辆目标进行识别。仿真实验表明,该算法取得了比较高的识别率,识别效果良好。

基于激光成像雷达制导系统的仿真设计

介绍了激光成像雷达应用于制导系统中的优势,提出应用仿真技术辅助外差式激光成像雷达制导系统设计的方法。分析了激光成像雷达制导仿真系统的四个主要组成部分:光学部分、数据处理部分、通用库部分和稳定跟踪部分。结合不同环境、器件性能对系统的影响,具体分析各部分的模块并给出多种数学建模方案。最后指出该系统需要进一步完善的功能。

太赫兹成像雷达系统研究进展

与微波雷达和光电探测器相比,太赫兹成像雷达具有高分辨率成像、穿透能力好等众多优势,是太赫兹技术的重要应用方向之一。本文介绍了近年来国内外全固态太赫兹成像雷达系统方面的研究进展,指出太赫兹成像雷达研究中的部分关键技术,为太赫兹成像雷达系统的应用发展提供参考。

相关滤波器与支持向量机结合的激光成像雷达目标识别算法

激光成像雷达能成清晰的目标三维距离像和一维强度像,可提高目标识别率,因而成为国际上的研究热点。当大视场高分辨率激光成像雷达垂直探测目标时,视场内目标增多,要求目标识别算法既能同时检测多目标,又要具有平面内旋转不变性。为了满足上述要求,提出将具有平面内旋转不变性的CHF-MACH相关滤波器和支持向量机(SVM)相结合,组成一种新的目标识别系统,其中相关滤波器能同时检测定位多个感兴趣目标,再用SVM分别对图像内的已定位的目标进行识别。以仿真激光成像雷达图像为实验数据,分别对4类目标进行识别。实验结果表明,CHF-MACH滤波器对本类目标有较好的检测率,对非本类目标有一定的抑制作用;SVM能以较高的精度分类已检测目标。所以,该方法能有效地对大视场内多目标进行识别,适用于激光成像雷达。

基于DEM与可见光图像的机载激光成像雷达强度像仿真

激光成像雷达由于能获取目标的距离信息,因而在飞行器制导、避障、机器人导航等方面有广泛的应用前景。这里的研究目的是根据激光成像雷达成像原理进行雷达反射强度像的仿真。在仿真过程中,首先讨论激光成像雷达的强度成像方程,然后分析机载激光成像雷达的扫描成像模型。由机载激光成像雷达扫描成像模型与数字高程模型(DEM)获取成像几何关系,由与高程图配准好的可见光图像来获取目标地物的反射特性,从而获得仿真的激光雷达反射强度像;由于激光在大气中传输时不可避免地要损失,在仿真计算中考虑到激光在大气中传输时大气对激光的消光系数,因而使仿真更加逼近客观实际成像结果。从仿真的反射强度图像看,结果很理想。仿真的强度图像成功地用于激光成像雷达强度像与可见光图像的匹配导航中。 收稿日期:2003 02 19;修回日期:2004 04 13基金项目:航天支撑技术项目(41701160303)作者简介:于秋则(1974 ),男,湖南永州人,博士,主要从事图像处理与模式识别及图像匹配导航的研究。

激光成像雷达前视成像仿真及障碍物识别方法研究

飞行器前视激光雷达通过测距得到前方三维距离像 ,由三维距离像可以获得飞行器前面障碍物的形状、高度、宽度等信息 ,从而为飞行器进行地形跟踪和障碍物回避提供依据。文中根据激光成像雷达原理 ,推导了激光雷达前视成像方程。在三维地形图上 ,由前视成像方程仿真得到激光雷达前视三维距离像。在三维距离像上提出了障碍物信息提取方法 ,并在三维地形图上进行了前视成像仿真实验和障碍物信息提取实验。