首页> 中文学位 >无人机精确打击过程中的SAR图像解译系统关键技术研究
【6h】

无人机精确打击过程中的SAR图像解译系统关键技术研究

代理获取

目录

封面

声明

中文摘要

英文摘要

目录

注释表

缩略词

第一章 绪论

1.1 研究背景、目的及意义

1.2 应用于无人机精确打击的SAR图像解译研究现状

1.3 无人机精确打击过程中的SAR图像解译相关算法研究现状

1.4 本文的内容安排

第二章 无人机精确打击过程中SAR图像解译系统概述

2.1 引言

2.2 无人机精确打击系统

2.3 SAR与其成像原理[15]

2.4 机载SAR图像数据特性[7]

2.5 无人机精确打击过程中的SAR图像解译算法概述

2.6 小结

第三章 SAR图像滤波与适用性分析

3.1 引言

3.2 SAR图像相干斑噪声的物理描述

3.3 基于统计学的SAR图像相干斑抑制方法

3.4 基于小波域的SAR图像滤波方法

3.5 滤波算法性能分析

3.6 小结

第四章 基于鲁棒主元分析和稀疏度的SAR图像目标检测与分割

4.1 引言

4.2 问题描述

4.3 目标图像分割

4.4 基于鲁棒主元分析的SAR图像车辆目标检测与分割

4.5 小结

第五章 基于过完备字典压缩和稀疏表示的SAR图像目标识别

5.1 引言

5.2 问题描述

5.3 过完备字典压缩

5.4 基于稀疏表示的SAR图像车辆目标识别

5.5 小结

第六章 基于控制线的SAR图像和可见光图像匹配

6.1 引言

6.2 问题描述

6.3 机载SAR图像景象匹配原理

6.4 基于LSD的直线特征提取

6.5 可见光与SAR图像配准

6.6 小结

第七章 总结与展望

7.1 本文的主要工作与创新点

7.2 展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文

展开▼

摘要

合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)具有成像不受天气和恶劣气候影响的特点,在军事和民用方面具备重大的战略价值,是各军事强国关注和研究的焦点,已成为先进无人机的标准配置之一。合成孔径雷达特有的相干成像方式相较于普通光学传感器而言成像方式特殊,使得 SAR图像的解译相对于可见光图像更为复杂,因而研究适合于无人机精确打击过程中的SAR图像解译系统是一项极具挑战但又意义重大的研究课题。本文针对这一科学问题,分别在SAR图像滤波、地面目标检测与识别和可见光图像与 SAR图像的配准等方面开展了一系列研究工作,特别关注SAR图像解译方法的实时性和鲁棒性。
  首先,综合现有的文献资料以及本课题组的前期研究成果,结合机载SAR图像具有的相干斑噪声等特点,考虑具体的应用环境,对SAR传感器的成像原理进行了概述,并分析了机载SAR图像的数据特点,针对以目标定位为目的的机载SAR图像解译系统提出了具体研究框架。
  而后,根据SAR图像的数据特点,对相干斑噪声的物理特性进行了描述,并进行了基于统计域和小波域的SAR图像滤波算法研究,提出了客观的评价指标以便进行定量的分析和比较。对各种滤波算法进行了仿真实验,通过比值图像观察滤波算法的效果,给出了针对不同特点的SAR图像滤波算法的适用范围,为后续工作奠定了基础。
  接着,针对SAR图像解译系统中的目标检测模块,提出了一种基于鲁棒主元分析的地面车辆目标检测算法。充分利用多幅SAR图像,构造观测矩阵,通过求解一个凸优化问题,重建出表征背景的低秩矩阵和表征目标的稀疏矩阵,并给出了约束条件。进一步,为了对SAR图像车辆目标进行准确检测,同时避免误分割,设计了一种基于稀疏度的阈值选取方法,并据此实现了单个车辆目标的分割。仿真实验表明,对于多幅大幅SAR场景中的多目标检测问题,该算法也能有效地对背景和目标进行分离,取得了理想的检测效果。
  然后,考虑到巨大的数据量往往为SAR图像解译系统中的目标识别带来很大困难,提出了基于压缩感知理论的SAR图像目标识别算法。针对压缩感知理论中的过完备字典,设计了基于主元分析和核主元分析的降维方法。将降维后的测试样本在降维后的过完备字典上进行投影,并使用得到的稀疏系数重构出测试样本,之后利用二范数求得测试样本的所属类别。仿真结果说明,当目标图像受到较强噪声影响时,该识别算法能够实现准确的目标识别,且对SAR目标图像方位角的变化具有较强的适应性。
  最后,为了研究无人机精确打击过程中的目标定位,考虑在图像仿射变换模型下的异源图像配准,提出了一种基于控制线方法的可见光图像与SAR图像配准策略。为了提高景象匹配的实时性和鲁棒性,利用改进的直线段检测器检测图像的特征直线,并通过Hough变换对直线段进行链接,然后根据一定的约束条件构造相交控制线对。同时,设计了一种基于控制线交点的同名点匹配函数,最后依据仿射变换模型得到配准参数,实现了异源图像的精确配准。实验表明,在SAR和可见光图像存在较大灰度差异、旋转和平移的情况下,该算法仍能精确配准图像,且运算时间大幅减少,能够满足一些实时性较强的应用。

著录项

相似文献

  • 中文文献
  • 外文文献
  • 专利
代理获取

客服邮箱:kefu@zhangqiaokeyan.com

京公网安备:11010802029741号 ICP备案号:京ICP备15016152号-6 六维联合信息科技 (北京) 有限公司©版权所有
  • 客服微信

  • 服务号