[发明专利]基于SAL回波数据的目标振动检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光成像领域，尤其是一种基于SAL回波数据的目标振动检测方法。 

背景技术

随着激光技术、激光接收技术的进步，随着社会各领域对高精度探测需求的日益增长，激光成像技术正越来越受到人们的广泛关注。特别是近年来其在遥感、测绘、大气观测、资源调查等领域的逐步应用，更推动了成像技术不断向前发展。 

合成孔径激光雷达（Synthetic Aperture Radar，SAL）是合成孔径成像技术在光波段的扩展，可以弥补雷达波段合成孔径成像分辨率低的不足。SAL成像主要利用回波相位来提取目标的信息，因此，检测和补偿回波相位误差，是SAL系统设计和成像处理技术中最为关键的环节。激光回波相位受多种因素的影响，如发射信号样式、线性调频光源本身的高阶相位误差、大气散射与湍流、光纤等传输介质的色散及衰减、回波信号接收体制、发射/接收光学系统特性、目标本身的散射截面特性等，往往难以得到精确的目标回波相位信息，从而引起目标属性测量误差。与上述因素不同的是，目标与SAL系统之间相对运动引起的相位误差，特别是目标振动误差，难以通过系统自身的优化设计来解决，需要通过回波数据的处理来进行检测和处理。目前，还没有通过SAL回波数据来直接检测目标振动的检测方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够从SAL回波数据中直接检测目标振动、便于实现振动影响下的SAL成像相干补偿、提升成像精度的基于SAL 回波数据的目标振动检测方法。 

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种基于SAL回波数据的目标振动检测方法，该方法包括下列顺序的步骤： 

（1）将平衡探测器输出的激光回波数据在方位向上进行子孔径分割； 

（2）将子孔径分割后的数据分别进行方位压缩获得初步的子孔径图像数据，并计算各子孔径图像的熵； 

（3）使用K均值聚类算法按照熵值对各子图像进行分类，确定受目标振动影响形成的坏数据，对坏数据进行标记。 

由上述技术方案可知，本发明依据目标振动对SAL成像的影响规律，对回波数据进行子孔径分解，通过检测子孔径图像熵的方法判别目标振动影响，经K均值聚类算法对各子孔径数据依据熵值进行聚类，进而判定目标振动出现的时段，将目标振动导致的坏数据进行标记后，进入后续成像处理流程。本发明充分利用了振动对SAL成像的影响规律和特性，从SAL回波数据中直接检测目标振动，避免了对其他辅助设备和手段的依赖，便于实现振动影响下的SAL成像相干补偿，提升成像精度。 

附图说明

图1为本发明的工作流程图。 

具体实施方式

如图1所示，一种基于SAL回波数据的目标振动检测方法，该方法包括下列顺序的步骤： 

第一，将平衡探测器输出的激光回波数据在方位向上进行子孔径分割。为方便处理，子孔径分割是将激光回波数据在方位向上分割为2的N次方个子孔径图像数据，若子孔径图像数据的数目分得多，即N取值取的大，在进行检测处理后被误标记的数据可能会少一些，然而这样做 一方面增加了振动误差补偿的运算量，另一方面使得受损失数据与正常数据间对应的熵值差距缩小，不利于分辨，因此，一般N的值取3或4即可。 

第二，将子孔径分割后的数据分别进行方位压缩获得初步的子孔径图像数据，并计算各子孔径图像的熵。在进行子孔径分割后，首先对分割后的子孔径图像进行方位向压缩，再对子孔径图像数据中各点的幅值进行归一化，最后计算子孔径图像的熵。考虑到速度、加速度误差、距离徙动等因素对子图像熵的影响远不及目标振动的影响，这里无需进行距离徙动校正和相位误差估计，提高了运算效率。 

计算子孔径图像的熵的公式如下：