基于TMS320C6678三维成像声纳信号处理算法的设计与实现

针对三维成像声纳在实际应用当中实时性的需求,在分析三维成像声纳波束形成算法原理和TMS320C6678多核任务并行处理的基础上,设计了基于TMS320C6678处理芯片的三维成像声纳二维波束形成算法的并行实现方法。该方法不仅能有效地完成二维波束形成,还能减少波束形成的计算量,满足系统的实时性需求。实验表明:该方法有效、可靠地完成了2304通道的二维波束形成,角度分辨率优于1°,满足实际系统实时性要求。     

利用卷积神经网络的太赫兹孔径编码增强成像

针对现有太赫兹孔径编码成像算法鲁棒性较差、计算求解复杂度较高等问题,提出基于卷积神经网络的太赫兹孔径编码增强成像方法.该方法通过构建一个端到端的神经网络来实现成像系统的隐式建模,利用网络强大的求逆能力和抗噪性能来实现低信噪比下的目标重构.通过仿真实验可以看出,该方法可以在不同信噪比下实现对不同稀疏度目标的重构.另外,与...     

一种适合GEOSAR成像改进的快速BP算法

针对原始BP算法计算量大的问题,根据地球同步轨道SAR合成孔径时间长,利于子孔径处理的特点,结合子孔径成像算法和去冗余BP算法提出了一种改进的快速BP算法,该算法在子孔径内就进行去冗余运算,相当于对一个合成孔径做了2次的子孔径划分,综合利用了两者运算速度使算法的速度进一步得到提高。仿真结果表明该算法极大提高了运算速度,也能实现良好聚焦,使得该算法更好地在工程上实现。     

单频信号二维合成孔径成像算法

传统合成孔径雷达采用大带宽信号实现距离向分辨,采用一维合成孔径实现方位分辨,得到二维图像。在某些近场成像场合,成像分辨率要求很高,依靠信号带宽很难达到要求。提出了一种二维合成孔径成像系统,利用二维合成孔径实现二维分辨,分辨率取决于合成孔径长度,不受信号带宽的约束,可以实现超高分辨率。信号采用简单的单频信号,可使系统大大简化。详细推导了单频信号的二维合成孔径成像算法。仿真结果表明,单频信号二维合成孔径是一种有效的高分辨率成像技术。     

双基地逆合成孔径雷达成像平面分析

主要分析了双基地逆合成孔径雷达的成像平面.基于双基地SAR成像平面分析,双基地目标旋转矢量分析两种方法,分别建立了两种不同的双基地ISAR成像平面模型.为验证模型正确性,分别将两种模型应用于双基地转台成像分析,并预测成像结果.基于BP算法的双基地转台点目标成像仿真表明,旋转矢量分析法建立模型的分析结果与仿真结果完全吻合...     

基于共焦圆周滤波-逆投影算法的近场层析成像

层析成像合成孔径雷达三维层析成像实现三维层析成像算法简单、计算量小,但该算法主要适用于远场情况;并且,靠增加基线数提高分辨率的办法也会大大增加系统复杂度。针对上述问题提出一种基于近场圆周扫描的共焦层析成像诊断方案,结合合成孔径与共焦层析成像思想,通过修改映射关系,将用于二维成像中基于部分圆周扫描的滤波逆投影算法扩展到共焦层析成像中,在不同的目标高度层聚焦,完成空时共焦成像。计算机仿真和实验室测试结果均表明该方案可以克服高度模糊,从三维目标场景中提取三维信息,完成准三维成像重建。     

弹载前斜视SAR BP成像算法与实现

弹载合成孔径雷达(SAR)的方位成像能力受飞行弹道和观测角的影响。后向投影(BP)算法建立在每条回波脉冲对应的弹目斜距已测知,通过斜距将回波信号反向投影至成像区域进行相干累加,实现目标区域的精确成像,在原理上不存在任何理论近似,因此适用于弹载大斜视角或者非线性航迹等复杂成像几何下的成像聚焦处理。为满足弹载实时SAR成像处理的要求,提出一种逐脉冲SAR实时成像算法。该方法是在BP算法基础上改进的时域处理算法,具备逐脉冲实时处理的特性,适合弹载条件下的延迟时间短、实时率高、快速成像的特点。仿真和机载试验表明,该方法可以有效进行大前斜视角的SAR成像,实现SAR实时成像处理。     

基于多DSP系统实现的非聚焦合成孔径实时成像处理

合成孔径成像是提高图像方位向分辨率的有效方法,但算法运算量大,在机载条件下往往实时性得不到保证。采用非聚焦成像算法可以在分辨率与运算量之间作一个折衷,可以在分辨率要求不是很高而需要实时性很强的情况下,输出方位向得到较大改善的实时图像。在简要介绍非聚焦合成孔径成像原理和TMS320C6203芯片特点的基础上,着重讨论了非聚焦合成孔径成像算法基于多DSP系统的实时实现,分析了系统性能并给出了实验结果。     

舰船目标逆合成孔径成像算法改进研究

针对舰船类目标运动情况比较复杂,进行逆合成孔径雷达(ISAR)成像时运动补偿比较困难的特点,将改进的自适应联合时频算法(AJTF)与强点处理(PPP)模型结合,通过遗传算法的全局搜索实现运动补偿,提高了运动补偿算法的快速性和精确性,为实现实时成像奠定了基础.试验数据的处理结果表明,算法可以有效地完成相位的补偿,提高ISAR成像质量.     

面向飞行器电磁散射特征诊断的近场频域成像算法

无人机在结构样式和材料构成方面具有的灵活性使得其相比有人机具有更大的隐身性能优化空间,在室内或者室外开展近场成像变得迫切。结合飞行器转台成像几何模型建立了近场转台成像通用信号模型,提出了一种面向飞行器电磁散射特征诊断的近场频域成像算法,在子孔径成像设置约束下,近似将斜距平面频谱按照水平面频谱处理;分析了该算法适用的条件,并围绕典型近场成像几何和飞行器尺寸生成仿真数据,在0.6～35 GHz范围内选择典型波段完成近场成像,良好的成像结果证实了理论分析与所提算法的正确性。     

BP成像算法的快速实现

BP (Back Projection)算法是一种被广泛应用的SAR成像算法 ,它的突出优点是解决了大积累角情况下不可避免的距离迁移 (rangemigration)问题。但由于计算量过大 ,使得它往往成为提高信号处理效率的瓶颈。本文充分利用轨道SAR地面实验中雷达运动轨迹的特点 ,通过消除BP算法中计算的冗余性 ,极大地降低了计算负担 ,提高了成像速度。本算法在实际应用中取得了良好效果     

冲激信号SAR反向投影成像方法I、Q 实现

本文在分析冲激信号成像特点的基础上，说明了线阵模型是解释冲激信号ＳＡＲ成像过程的有效方法，给出了冲激信号ＳＡＲ反向投影（ＢＰ）方法，针对系统实现问题，提出了对Ｉ、Ｑ两路信号分别积累，求模的ＢＰＩＱ法，并以计算机仿真及与常规的ＢＰ作比较，最后给出了一些有用的结论。     

冲激SAR成像的分辨率估计

后向投影 (BP)算法是一种被广泛应用于冲激SAR的成像算法。当冲激SAR的发射信号是某一类冲激信号时 ,根据冲激SAR成像的特点 ,推导出BP算法的方位分辨率与成像积累角、信号中心频率的关系。仿真结果表明 ,在相当范围内 ,估计公式都是准确的     

机动飞行条件下基于SIFFBP算法的机载UWB SAR成像

机动飞行条件下,运动误差的幅度较大,频域运动补偿精度难以满足机载超宽带合成孔径雷达(UWB SAR)高精度成像的要求,需要采用精确的时域后向投影(Back Projection,BP)算法,然而原始BP算法的巨大计算量限制了其实际应用。提出了一种基于子图像快速因式分解BP(Sub-image Fast Factorized BackProjection,SIFFBP)算法的机动飞行条件下机载UWB SAR成像方案,并对其子孔径和子图像划分的约束关系进行了推导,给出了算法步骤,并分析了算法的计算量。仿真和实测数据处理结果表明,SIFFBP算法能够在保证处理精度的同时,大幅度提高处理效率,非常适合于机动飞行条件下的机载UWB SAR成像处理。     

一种高分辨SAR层析成像方法

在城区建筑三维重建中,如何利用非均匀的少量观测数据,在保持方位向-距离向分辨率的同时实现高度向的高分辨成像是SAR层析面临的一个主要难题.在确定性点目标模型下,基于RELAX算法,提出了一种适用于城区建筑三维重建的SAR层析高分辨成像方法.与统计模型下的空间谱估计方法相比,该方法无需多视处理,能够保持方位向-距离向分辨率.与奇异值分解方法相比,该方法具有更优的高度向分辨能力.在仿真数据和Envisat-ASAR实测数据处理实验中,该方法的有效性得到了验证.     

凹障碍超宽带SAR图像特征分析

野外环境下的凹障碍感知一直是地面无人作战平台环境感知面临的难题,长期以来常规传感器,例如立体视觉、红外相机和激光雷达,都没有取得好的效果。超宽带合成孔径雷达作为一种全天时、全天候的高分辨率雷达,在目标感知方面得到了广泛的运用。基于超宽带合成孔径雷达感知凹障碍是一种有效的感知手段,阐述了凹障碍的雷达成像几何,利用MATLAB模拟仿真合成孔径雷达数据获得了凹障碍图像,分析得出了凹障碍在雷达图像表现出由阴影区和光亮区紧密相连的特征,并通过实测数据成像获得的凹障碍图像结果,对凹障碍雷达图像特征进行了进一步的验证。     

条带式合成孔径雷达数字聚束算法

与聚束工作模式的合成孔径雷达 (SAR)相比 ,条带式SAR能够在相同时间内对更大范围的区域进行微波成像。但是在分析条带式SAR图像时 ,往往需要着重分析某些局部热点区域 (ROI ,Region-Of-Interest) ,而ROI外散射体的回波会降低ROI图像的对比度。本文的数字聚束 (Digitally -Spotlight)算法可以在成像前将ROI外的回波“过滤” ,实现等效的的聚束工作模式 ,从而提高SAR对比度。仿真验证了该算法的有效性。     

分布式小卫星SAR回波仿真快速算法

回波信号仿真是研究分布式小卫星SAR系统的基础,对于系统总体设计具有重要意义。大范围自然场景回波仿真导致巨大的计算量。快速算法基于FFT实现,首先在时域利用脉冲序列近似表征场景在慢时刻的响应,然后利用FFT在频域实现线性时不变滤波以产生场景回波,算法能够有效减小运算量。对仿真的回波进行成像和干涉处理,结果验证了算法的有效性。     

一种新的星载高分辨宽测绘带SAR运动目标

本文针对星载多通道高分辨宽测绘带合成孔径雷达系统,提出了一种地面运动目标检测和参数估计方法,该方法首先利用空时自适应处理进行杂波抑制,然后采用传统SAR成像处理得到模糊的运动目标图像,接着利用恒虚警检测技术检测出所有运动目标,包括真实目标和由于多普勒模糊引起的虚假目标,再根据模糊图像的空间位置关系从所有成像目标中检测出运动目标的真实成像位置,最后根据运动目标的斜距历程得到因运动目标速度引起的图像位置偏移,由此估计得到运动目标速度。该方法具有运算量小、检测精度高等优点,星载仿真数据验证了本文方法有效性。     

基于高精度景象匹配的SAR平台定位方法研究

为了提高SAR平台定位精度，本文提出了一种基于景象匹配的SAR平台定位的方法。该方法利用成像中间时刻SAR平台与SAR图像中心线上物点共线的特性，先在图像中心线上均匀选取若干点作为匹配点，并与光学基准图进行高精度景象匹配获取它们的物点坐标；然后根据这些物点坐标估计出图像中心线在当地水平面投影的直线方程；最后利用直线信息和斜距高度信息计算SAR平台在水平面上的投影点位置，进而计算得到成像中间时刻SAR平台的空间位置。为了进一步提高匹配精度，分别提出了对正侧视和斜视SAR图像匹配区域进行几何粗校正的方法。本文还分析了不同误差因素对平台定位精度的影响，并给出了精度估计公式。仿真和实际图像实验结果表明，本文方法正确可行，具有较高的定位精度，具备工程实用价值。