[发明专利]一种极化SAR船舶速度估计方法及系统

说明书

本发明提供一种极化SAR船舶速度估计方法及系统，所述方法包括：S1，使用目标检测算法从待检测区域的主影像的散射全功率图中检测出船舶；S2，对于检测出的每只船舶，以该船舶为匹配窗口，将所述匹配窗口在所述待检测区域的从影像的搜索窗口中移动，获取所述匹配窗口中主影像块与各从影像块之间的极化矩阵相似值；S3，根据所述主影像块的中心位置和最大所述极化矩阵相似值对应的从影像块相应位置的差值，并结合SAR成像参数获取该船舶的速度。本发明方法简单，能精确获取到船舶的速度。

技术领域

本发明涉及图像处理应用领域，更具体地，涉及一种极化SAR船舶速度估计方法及系统。

背景技术

随着改革开放以来，我国经济快速发展，海上运输也得到了迅速发展，船舶在数量、吨位、航速等方面迅猛发展，正朝着标准化、大型化、现代化方向发展。但是随着船舶航运的繁荣发展，在取得巨大便利的同时，航运事故(船舶相撞、船触礁等)发生频率也越来越高。这些事故严重影响船舶航行顺利和人民生命安全，同时对海洋河流的生态平衡造成严重威胁。因此对航道上往来船舶进行自动识别以及速度检测，对于减少船舶航运事故和指导海上交通安全规划、科学决策具有重要意义。

目前用来进行船舶测速的技术主要是有ATI技术和SAR-GMTI技术。ATI是合成孔径雷达的顺轨干涉(Along-Track Interferometry)的简称，该方法只是用于两次卫星观测时间间隔很短(ms级别)的情况下才可以测得船舶沿视线方向的一维速度。SAR-GMTI则是指合成孔径雷达地面移动目标监测(Synthetic Aperture Radar-Ground Moving TagetIndication)一类技术，可以用于雷达监视、监控等民用军用领域。该技术不受天气的影响而且可得知海面状况信息，但是容易受到运动目标散焦效应和方位向模糊等因素的影响，而且受到目前SAR卫星长重返周期的影响不能够实时检测船舶动态。

2007年6月德国发射TanDEM-X卫星，到目前为止该卫星可以提供全极化SAR数据，而且有着追逐式、并行式和交替式等三种成像模式。尤其是双星追逐式成像模式，对同一区域进行时间间隔约为10s的连续观测，这为侦测地面移动目标提供了契机。

发明内容

为克服上述不能准确检测船舶速度的问题或者至少部分地解决上述问题，本发明提供了一种极化SAR船舶速度估计方法及系统。

根据本发明的第一方面，提供一种极化SAR船舶速度估计方法，包括：

S1，使用目标检测算法从待检测区域的主影像的散射全功率图中检测出船舶；

S2，对于检测出的每只船舶，以该船舶为匹配窗口，将所述匹配窗口在所述待检测区域的从影像的搜索窗口中移动，获取所述匹配窗口中主影像块与各从影像块之间的极化矩阵相似值；

S3，根据所述主影像块的中心位置与最大所述极化矩阵相似值对应的从影像块相应位置的差值，并结合SAR成像参数获取该船舶的速度。

具体地，所述步骤S1之前还包括：

将待检测区域的主影像的HH极化通道影像作为参考影像，使用灰度匹配方法将所述待检测区域的从影像的HH极化通道影像配准到所述主影像的坐标系下；

根据所述从影像的HH极化通道影像配准到所述主影像的坐标系下的配准文件，将所述从影像的HV、VH和VV极化通道影像配准到所述主影像的坐标系下。

具体地，所述步骤S1之前还包括通过以下公式获取所述主影像的散射全功率图Span：

Span＝|S_HH|²+2|S_HV|²+|S_VV|²；