基于弹载SAR成像典型地面目标检测与识别方法研究

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利用弹载SAR获取的高分辨率实时图像,不仅可以修正惯导误差(INS),控制导弹精确命中目标,还可进一步进行图像检测与识别,对于后续目标定位甚至跟踪具有巨大的应用价值。本文针对导弹平飞段的运动特点,对弹载大斜视成像以及SAR图像目标检测与识别等关键技术展开分析。主要包括:(1)研究了弹载SAR平飞段大斜视成像问题。针对弹载大斜视距离向与方位向耦合严重,传统的成像算法容易造成图像散焦的问题,采用基于时域校正距离走动的改进CS成像算法;先在时域通过距离走动校正减小耦合,再利用等效CS成像算法进行后续分析;引入三次相位补偿因子以改善成像性能。最后,利用点目标进行成像仿真,结果证明了本文算法对于大斜视成像能产生较好的聚焦效果。(2)研究了SAR图像目标检测问题。针对SAR的相干成像特性,目标图像易被噪声“淹没”,且提取的目标几何结构特征依赖于目标分割准确度的问题,本文通过融合SAR图像几何结构和强散射点特征实现目标检测;考虑到SAR图像数据源获取困难,本文创新的通过仿真建立目标的散射中心模型以提取强散射点特征,然后联合分割提取得到的目标结构、轮廓特征和建模提取得到的强散射点特征进行目标检测。(3)研究了SAR图像目标识别问题。利用机器学习可以逐层深入提取目标本质特征的优势,采用基于KNN的SAR图像目标识别方法。通过MSTAR公开数据集进行验证。仿真结果表明,一般情况下,对于地面装甲车、坦克等典型地面目标的识别率基本可以达到98%以上。(4)通过编程设计了弹载SAR成像及目标检测识别的软件。
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