[发明专利]一种MIMO穿墙雷达的结构稀疏成像方法和装置

权利要求书

1.一种MIMO穿墙雷达的结构稀疏成像方法，其特征在于，所述方法包括：

接收MIMO穿墙雷达阵列采集的扩展目标的回波信号；

采用稀疏字典对所述扩展目标的回波信号进行稀疏变换，并构建基于伪随机m序列的伪随机测量矩阵进行压缩采样，进而根据伪随机测量矩阵和稀疏字典构建感知矩阵，所述伪随机m序列是通过c位线性反馈移位寄存器生成的；

根据后向投影成像算法得到扩展目标散射系数初值，并根据感知矩阵和扩展目标散射系数初值预估用于正交匹配追踪压缩感知算法的索引集；

根据马尔可夫随机场一阶邻域逐个传递过程，充分考虑像素间的结构稀疏先验信息，得到每个像素点和其邻域间像素的相互作用的权重，得到每个像素值与支撑向量的联合概率分布，从而得到重新构成的新的索引集；

根据新的索引集采用正交匹配追踪压缩感知算法重新计算扩展目标散射系数，直到满足收敛条件，将此时的扩展目标散射系数用于二维成像。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用稀疏字典对所述扩展目标的回波信号进行稀疏变换，并构建基于伪随机m序列的伪随机测量矩阵进行压缩采样具体为：

采用公式X＝Aσ对所述扩展目标的回波信号进行稀疏变换，其中，X为接收到的扩展目标的回波信号，σ为扩展目标散射系数，为稀疏字典，A_M定义为f_n为第n个频点，τ为时延，N_x和N_z分别为方位和距离向划分的网格数；

根据伪随机m序列a的长度D＝2^c-1≥MN和本原多项式映射表得到多项式g(x)＝x^c+x^h+1，其中M为MIMO穿墙雷达阵列对应的等效虚拟阵列的阵元数，N为频点数；

根据确定多项式系数v_c＝(v₁,v₂,v₃,…v_c)，通过c位线性反馈移位寄存器生成伪随机m序列a，其中，v_c为0或1；

从伪随机m序列a中随机选取MN个元素得到序列a'如下：a'＝[a₁,a₂,…a_MN]；

通过将序列a'进行Q₁Q₂-1次循环左移位得到Q₁Q₂个行向量，构建基于伪随机m序列的伪随机测量矩阵如下：

从而得到测量向量y如下：

y＝ΦX，其中Φ是伪随机测量矩阵。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据伪随机测量矩阵和稀疏字典构建感知矩阵具体为：

采用公式T＝ΦA构建感知矩阵T。

4.如权利要求1至3任一项所述的方法，其特征在于，所述MIMO穿墙雷达阵列是依据配置指标配置为两端发射中间接收和分时复用的模式，得到均匀而不冗余的等效虚拟阵列进行穿墙成像的数据采集。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述依据配置指标配置为两端发射中间接收和分时复用的模式，得到均匀而不冗余的等效虚拟阵列进行穿墙成像的数据采集具体为：

计算MIMO穿墙雷达阵列的等效虚拟孔径L_EA：其中，η为波束宽度因子，η＝0.886，λ_c为波长，ρ为方位分辨率；

根据计算出等效虚拟阵列的阵元数M，其中，IGLL是设定的栅瓣水平。