穿墙雷达扩展目标自聚焦稀疏成像方法

实际场景中穿墙雷达成像的墙体参数大多是未知的,采用现有的穿墙稀疏成像算法会出现目标位置偏移和图像模糊,提出一种基于结构化贝叶斯压缩感知的自聚焦稀疏成像方法。该方法首先把墙体厚度和介电常数视为字典的参数,建立了参数化字典稀疏表示模型,并且充分考虑扩展目标像素间的结构信息,然后对未知墙体参数的字典矩阵在墙体参数上进行一阶泰勒级数展开,采用变分法进行分层交替迭代优化相应的隐变量和参数。仿真和实验结果表明,该方法通过修正墙体参数偏差,有效消除了目标位置偏移和图像模糊,实现了未知墙体参数下的高分辨自聚焦成像。     

用于多层介质目标成像的改进波数域算法

近年来,获取高分辨探地雷达图像以实现目标检测受到广泛关注。相位偏移补偿算法（PSM）可以针对不同介电常数的多层介质成像,在各领域应用广泛。受距离维像素循环计算过程影响,PSM成像速度慢。基于PSM相关理论基础,提出改进波数域的多层介质快速成像算法,在每个独立介质层中,通过快速傅里叶运算取代PSM算法中的像素迭代过程,可以有效降低成像时间。针对双层介质模型,提出基于目标顶点区域提取的波速估计方法,用于精确补偿相位成像。通过搭建双层介质实验平台,利用该算法获得了多种被埋目标高分辨图像,验证了算法的有效性。     

用于多层介质目标成像的改进波数域算法（英文）

近年来,获取高分辨探地雷达图像以实现目标检测受到广泛关注。相位偏移补偿算法(PSM)可以针对不同介电常数的多层介质成像,在各领域应用广泛。受距离维像素循环计算过程影响,PSM成像速度慢。基于PSM相关理论基础,提出改进波数域的多层介质快速成像算法,在每个独立介质层中,通过快速傅里叶运算取代PSM算法中的像素迭代过程,可以有效降低成像时间。针对双层介质模型,提出基于目标顶点区域提取的波速估计方法,用于精确补偿相位成像。通过搭建双层介质实验平台,利用该算法获得了多种被埋目标高分辨图像,验证了算法的有效性。     

基于NUFFT的机载探地雷达后向投影成像算法

由于后向投影算法可以精确补偿电磁波在介质表面发生的折射效应,因此它在机载探地雷达成像技术领域具有较强的工程实用价值。但传统后向投影成像算法存在计算量大难以实时实现的问题,针对上述问题,文中提出一种基于非均匀快速傅里叶变换(NUFFT)技术的机载探地雷达快速后向投影成像算法。通过对基于时域有限差分法产生的仿真数据进行处理,验证了所提成像算法的有效性和快速运算能力。     

浅地层探地雷达合成孔径算法的研究

本文重点总结了目前常用的各种探地雷达合成孔径算法,针对这些算法应用到浅地层的情况进行了研究, 同时提出了一种修改的基于基尔霍夫偏移的合成孔径算法;通过对实测数据的处理,得出结论:基于微波全息成像的SAR 算法和基于Stolt偏移的SAR算法更适合应用到浅地层探地雷达;对于浅地层探地雷达合成孔径算法的研究有重要的指导 意义。     

压缩感知理论在频率步进探地雷达偏移成像中的应用

该文针对频率步进探地雷达的具体工作过程,利用目标成像空间的稀疏性提出了一种基于压缩感知理论的频率步进探地雷达偏移成像算法,成像过程中首先采用杂波抑制方法在频率域去除直达波,同时利用交叉验证算法来估计成像过程中的正则化参数,最后基于稀疏约束最优化方法实现对地下目标成像,仿真和实验数据表明了该算法的可行性和有效性。     

一种探地雷达目标参数估计方法的研究

在探地雷达应用中,确定地下目标的介质参数具有重要意义.为了对探地雷达地下目标参数进行估计,提出了将探地雷达偏移处理和时域目标参数反演结合起来的方法,该算法首先通过偏移处理,确定目标的位置和分布范围,然后采用FDTD和随机逼近优化法进行迭代运算估计目标参数.与传统基于频域的方法相比,该方法具有易于实现、处理速度快等优点.并且通过对模拟数据的处理,验证了该方法的可行性.     

浅地层探地雷达波速估计和成像方法的研究

在分析探地雷达图像特点的基础上,将图像处理方法应用于雷达波速估计和合成孔径成像,提出了基于模板匹配的浅地层探地雷达波速估计方法和基于图像分割的快速合成孔径成像方法;实测数据的处理结果验证了该方法的可行性和有效性。     

基于F-K偏移及最小熵技术的探地雷达成像法

地下目标位置和形状的确定是探地雷达实际工程应用中需要解决的主要问题之一,地震信号处理技术中的偏移方法是比较有效的地下目标图像归位方法,介质中的波速度是影响目标图像归位精度的最主要因素。该文在利用图像最小熵方法对介质中波速度进行估计基础上,借助于频率-波数域偏移技术对探地雷达图像进行了处理。分别通过数值模拟图像和探地雷达系统实际探测图像验证了该文方法的有效性。     

探地雷达对两层介质中目标的快速后向投影成像方法

运用探地雷达对分层介质中的目标进行探测时,时域后向投影算法是一种常用的成像方法。但大运算量和低成像分辨力一直是该算法难以实用化的瓶颈问题。该文提出一种实用的高分辨快速后向投影成像方法。首先提出了基于1维搜索或求解一元四次方程的传播时延快速计算方法。其次,设计了一种对时延曲线上散射回波进行处理的加权因子以提高成像质量。运用所提的成像算法对仿真数据进行了处理,获得了高分辨的成像结果,验证了该算法的有效性和快速运算能力。     

基于反射信号时域重构的探地雷达超薄层状介质参数反演方法

探地雷达实际应用场景中介质表面往往存在着其他覆盖物,将会严重影响实际探测效果,如冬季路面表面的冰层、沥青铺路时防止沥青混合物粘在滚筒表面而喷出的水汽层等,且这些覆盖层的厚度较薄,通常小于探地雷达可分辨的最小厚度。因此,本文提出了一种基于反射信号时域重构的层状介质参数反演方法,利用广义反射系数建立雷达发射回波的时域模型,再通过遗传算法对模型的代价函数进行优化进而反演出覆盖物薄层的参数。最后,通过时域差分工具gprMax仿真软件模拟沥青混凝土实施铺路场景,对所提算法的有效性和准确性进行验证分析。      

基于方位不变特征的地雷检测方法

车载前视超宽带地表穿透雷达在地雷探测中遇到的困难是虚警率过高,地雷与杂波在全孔径图像中很难准确区分。为降低地雷探测过程中的虚警率,该文提出一种基于目标子孔径图像方位不变性的检测方法。该方法利用分裂发射虚拟孔径成像模型,将全孔径图像分解为左右两个子孔径图像,并根据子孔径图像中的目标一维距离剖线建立双峰特征模型。在此模型基础上提取具有方位不变性的若干特征,进而得到左右子孔径图像中目标的一致性度量,并将该一致性度量作为最终的特征向量送入鉴别器加以判别。经实测数据验证,该算法能有效剔除原先在全孔径图像中无法剔除的杂波,从而降低前视地表穿透合成孔径雷达中地雷探测的虚警率。      

基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法

针对极化探地雷达( GPR)工作过程中目标成像空间的联合稀疏性,提出了一种基于多测量向量模型的极化探地雷达成像算法。在建立极化探地雷达回波信号模型的基础上,利用各极化通道测量数据的联合稀疏性将各个极化通道的测量数据等效成多测量向量( MMV ),通过多任务贝叶斯压缩感知( MT-BCS)算法对各个极化通道的测量数据进行联合处理从而实现各个极化通道对应的探测场景反射率的重建。基于时域有限差分( FDTD)法的仿真数据处理结果表明所提成像算法在目标位置重建的准确性和背景杂波抑制能力上均优于单测量向量( SMV)模型的极化探地雷达成像算法。     

多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟

沥青混凝土是典型的多相离散随机介质, 为了研究探地雷达波在这种介质中的传播特征, 基于随机介质模型理论与统计学方法, 研究了沥青混凝土芯样的空间随机分布统计特征、各组成物质体积百分比、自相关函数及其特征参数(如自相关长度、自相关角度等), 基于量化约束多相离散随机介质模型建模算法, 构建了与之对应的多相离散随机介质三维模型.采用时域有限差分法建立了商用探地雷达蝶形天线的三维模型, 开展了多相离散随机介质探地雷达三维数值模拟.研究结果表明:多相离散随机介质模型不仅能全面、准确地描述沥青混凝土的介质特征, 而且可用于描述其他的复杂非均质混合物, 其模拟剖面与实测剖面相符, 有利于指导探地雷达沥青混凝土质量无损检测实测剖面的数据解译.     

基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法

提出了基于二维小波变换的激光成像雷达目标识别算法,首先对激光成像雷达目标的距离像进行二维小波变换;然后从近似分量和细节分量中提取奇异值特征,利用遗传算法对支持向量机参数进行智能优化;最后应用支持向量机对三种地面目标进行识别.仿真实验表明,该方法与直接应用距离像奇异值特征进行识别的方法相比,在高载噪比20dB时的平均识别...     

一种前视探地雷达波速估计方法

波速估计是探地雷达中的一个重要的课题,在前视探地雷达中尤其重要,它是前视探地雷达成像和对目标定位的基础.本文用合成孔径处理和速度扫描的方法建立x-t-v数据矩阵,在x-t-v矩阵中根据杂波和曲线顶点处沿v轴方向的"叠加幅度-波速"曲线的不同特点,提取目标回波曲线顶点区域,在提取的曲线顶点区域选取对波速变化敏感的回波曲线顶点来估计波速.对实测数据的处理证明了其有效性.     

基于二维时频特征的地雷目标检测

利用车载前视超宽带地表穿透雷达进行大区域地雷探测是探雷的发展方向,目前制约车载前视超宽带地雷穿透雷达探雷实用化的关键问题是难以提取一致性较好的地雷目标特征。文中以地雷目标的斜距 方位 频率 反射角四维散射函数为基础,提取二维时频域特征图像。然后对时频图像进行特征选择,并实现目标和杂波的分类。为降低分类器训练误差以提高其泛化性能,将特征选择和分类器设计有机结合。同时为保证地雷探测过程中具有恒定的探测率,在分类器训练过程中以恒检测率下的虚警率作为代价函数,通过实测数据验证,该方法适用于车载前视超宽带地表穿透雷达,最终得到的分类器能提供恒定的检测率,并且具有很好的泛化性能。