【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于sar數(shù)據(jù)處理領(lǐng)域，特別涉及一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法。
技術(shù)介紹
1、相較于光學(xué)、紅外等遙感設(shè)備，合成孔徑雷達(dá)(sar)可在光學(xué)不友好環(huán)境下(云霧、煙塵、雨雪、光學(xué)低散射等)實(shí)現(xiàn)對(duì)觀測(cè)區(qū)域的可靠成像，已成為當(dāng)前及未來(lái)軍事偵察、資源遙感、地形測(cè)繪的重要技術(shù)手段之一。視頻sar在具備傳統(tǒng)sar優(yōu)勢(shì)的同時(shí)，還可進(jìn)一步獲取觀測(cè)區(qū)域的時(shí)敏特征，已經(jīng)成為近年來(lái)雷達(dá)成像技術(shù)研究的熱點(diǎn)之一。
2、精確的天線相位中心軌跡是可靠、高精度視頻sar成像的基礎(chǔ)，但是由于軌跡測(cè)量模塊精度及載機(jī)飛行的不確定性等因素，影響了天線相位中心軌跡的精度。為實(shí)現(xiàn)高精度的成像，需要對(duì)其軌跡誤差進(jìn)行運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償。在運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方面目前國(guó)內(nèi)外研究的主要思路是通過(guò)回波分析和相位誤差估計(jì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償。此類方法需要提取場(chǎng)景中的特顯點(diǎn)進(jìn)行相位估計(jì)，算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)算量大，估計(jì)精度受環(huán)境因素影響大，可靠性低，無(wú)法滿足視頻sar高精度成像處理需要。因此，研究新的運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償方法具有十分重大的意義。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服上述不足，提供一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法，該方法通過(guò)分析圖像幀序列失配量與天線相位中心測(cè)量誤差之間的關(guān)聯(lián)性，利用視頻sar幀序列進(jìn)行誤差參數(shù)估計(jì)，實(shí)現(xiàn)天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償。
2、本專利技術(shù)采用的技術(shù)方案為：
3、一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法，先對(duì)視頻sar子孔徑圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，獲取圖像之間
4、s1，對(duì)sar回波數(shù)據(jù)及其對(duì)應(yīng)的天線相位中心軌跡利用視頻后向投影算法成像，獲得子孔徑sar圖像；
5、s2，對(duì)sar圖像幀序列進(jìn)行配準(zhǔn)獲取變換關(guān)系；
6、s3，計(jì)算圖像幀之間的旋轉(zhuǎn)角度；
7、s4，對(duì)失配量進(jìn)行低階擬合；
8、s5，建立sar圖像幀序列失配量與天線相位中心軌跡之間的關(guān)系；
9、s6，利用擬合后的失配量對(duì)天線相位中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償。
10、進(jìn)一步地，步驟s2還包括：對(duì)子孔徑sar圖像進(jìn)行配準(zhǔn)，獲取圖像幀之間的變換關(guān)系{rn,tn}，其中rn表示旋轉(zhuǎn)矩陣，tn表示平移向量，表示為如下：
11、
12、tn＝(tx,ty,0)t
13、其中，θn表示繞z軸的旋轉(zhuǎn)角；tx，ty分別表示為在x、y方向上的平移量。
14、為避免測(cè)量誤差的積累，配準(zhǔn)時(shí)以第一幀作為參考，將后續(xù)幀圖像配準(zhǔn)到第一幀上。
15、進(jìn)一步地，步驟s3還包括：用如下方式計(jì)算圖像幀之間的失配量之一，即旋轉(zhuǎn)角度θn：
16、θn＝arccosa11
17、式中，a11表示rn中第一行第一列元素。
18、進(jìn)一步地，步驟s4還包括：由于部分圖像會(huì)出現(xiàn)散焦現(xiàn)象或者配準(zhǔn)算法自身的影響，會(huì)導(dǎo)致估計(jì)出的圖像幀間的失配量存在誤差，需對(duì)旋轉(zhuǎn)角度和平移量進(jìn)行低階擬合操作，可以得到擬合之后的旋轉(zhuǎn)角度和平移量
19、進(jìn)一步地，步驟s6還包括：利用擬合后失配量即旋轉(zhuǎn)角度和平移量構(gòu)造變換關(guān)系對(duì)天線相位中心軌跡進(jìn)行補(bǔ)償，表示為：
20、
21、其中，表示n時(shí)刻補(bǔ)償后的天線相位中心軌跡；表示n時(shí)刻測(cè)量的天線相位中心軌跡。
22、一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)本專利技術(shù)所述的一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法的步驟。
23、本專利技術(shù)的有益效果包括：
24、通過(guò)分析視頻sar幀序列失配量與天線相位中心測(cè)量誤差之間的關(guān)聯(lián)性，本專利技術(shù)利用視頻sar幀間失配量進(jìn)行運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償，通過(guò)配準(zhǔn)算法獲取視頻sar圖像幀序列的失配量，實(shí)現(xiàn)對(duì)天線相位中心軌跡的精確補(bǔ)償，最終有效提升sar圖像成像質(zhì)量，具有較強(qiáng)的魯棒性。目前，現(xiàn)有技術(shù)主要是通過(guò)回波分析和相位誤差估計(jì)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)誤差補(bǔ)償，需要提取場(chǎng)景中的特顯點(diǎn)進(jìn)行相位估計(jì)，算法結(jié)構(gòu)復(fù)雜，運(yùn)算量大，估計(jì)精度受環(huán)境因素影響大，可靠性低，無(wú)法滿足視頻sar高精度成像處理需要。相較于現(xiàn)有技術(shù)，本專利技術(shù)僅利用了圖像的幅值信息，無(wú)需利用相位信息，具有魯棒性強(qiáng)、計(jì)算復(fù)雜度低等優(yōu)點(diǎn)。
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1.一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S2還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S3還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S4還包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟S5還包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的方法，其特征在于，所述步驟S6還包括：
7.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，其特征在于，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法的步驟。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于圖像配準(zhǔn)的天線相位中心軌跡誤差補(bǔ)償方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s2還包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s3還包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟s4還包括：
5.根據(jù)...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：謝志昆，師君，陳波，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：昆明船舶設(shè)備研究試驗(yàn)中心中國(guó)船舶集團(tuán)有限公司七五〇試驗(yàn)場(chǎng)，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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