[发明专利]基于北斗卫星系统的船舶图像数据集应用方法及系统

说明书

本发明公开了基于北斗卫星系统的船舶图像数据集应用方法及系统，通过识别出基准图像中的各个目标对象采集顺序先后节点作为主干探测路径，在每次采集过程中，以主干探测路径的首个检测节点进入合成孔径雷达的距离分辨率覆盖区域时开始采集，主干探测路径的最后一个检测节点离开距离分辨率覆盖区域时结束采集，最终得到多个SAR图像，对各个SAR图像通过高度维聚焦三维图像完成层析成像过程，提高目标区域的图像采集效率，使得包含目标对象的目标区域的分辨率针对性的大幅提高，提升了目标区域的成像准确率；本发明可应用于船舶图像数据集应用领域，目标对象包括水面船舶的船脸识别、船型识别、船舶航道定位等。

技术领域

本发明涉及基于层析SAR三维图像数据集技术领域，特别是涉及基于北斗卫星系统的船舶图像数据集应用方法及系统。

背景技术

在高分辨率的合成孔径雷达(SAR)图像船舶检测数据集的采集需求日益增长的条件下，对于SAR层析图像的数据集的采集质量和采集速度日益增长；SAR(合成孔径雷达)是典型的微波遥感雷达。它可以存在于太空(星载平台/北斗卫星系统)、天空(机载平台)、地面(目标动雷达不动,ISAR)，而在SAR层析的数据采集系统中，对于数据的获取以及处理，SAR层析成像的概念是将医学的CT原理应用于SAR垂直于方位-距离平面的方向(高度向)的成像处理中，再结合已有的SAR二维术，SAR层析的数据采集系统采用一个小尺寸天线，通过雷达运动，在不同位位置照射目标的一种二维成像系统，以实现对被测目标的真正三维成像；而SAR层析图像的数据集的采集需要通过飞行器多次的在方位向的航迹飞行，每次飞行的高度向的航迹高度依次递增或递减，从而形成层次效果。

然而，在实际的一些应用中，一般只需要对目标区域(ROI，感兴趣区域)的高清SAR图像，其他部分为不重要的区域，并不需要都是高清采集，现有的层析采集方法，需要多次的利用在不同空间位置获得的多次观测将传统SAR的方位向一维合成孔径扩展成方位－高度平面内的二维合成孔径，SAR层析数据通常由单天线SAR系统的重轨任务获得，由于当前在轨运行的单天线SAR系统的设计初衷并非为层析SAR考虑，所以对待检测区域的重轨观测次数较少，并且高度向的航迹轨道间的间隔为随机的非均匀飞行轨道，从而降低整体的图像采集效率，其需要载有单天线SAR系统的飞行器的飞行次数非常多，而且飞行轨道的高度向的航迹高度并不规则，因此，如何利用非均匀的少量观测数据，在保持方位向－距离向分辨率的同时实现高度向的高分辨成像是SAR层析中亟待解决的难题，并且，由于地面目标的移动，可能导致层析SAR的图像由于层析的次数过少导致最终成像不准确，目标丢失。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供基于北斗卫星系统的船舶图像数据集应用方法及系统，通过识别出基准图像中的各个目标对象采集顺序先后节点作为主干探测路径；搭载合成孔径雷达的飞行器按照递增的轨道高度沿着航迹向开始依次采集N次SAR图像，在每次采集过程中，以主干探测路径的首个检测节点进入合成孔径雷达的距离分辨率覆盖区域时开始采集，主干探测路径的最后一个检测节点离开距离分辨率覆盖区域时结束采集，最终得到多个SAR图像，对各个SAR图像进行图像配准并进行相位校准，通过高度维聚焦三维图像完成层析成像过程，目标区域为包括一个或多个目标对象的区域，目标对象包括水面船舶、陆地交通工具、建筑物等，并将采集到的多个SAR图像构成三维图像数据集，并将三维图像数据集应用于包括水面船舶的船脸识别、船型识别、船舶航道定位领域。

为了实现上述目的，本发明提出基于北斗卫星系统的船舶图像数据集应用方法，具体包括以下步骤：

S100，于北斗卫星初始的轨道高度上，通过合成孔径雷达采集一张待检测区域的二维的SAR图像作为基准图像；

S200，将基准图像进行结构凸显处理得到清晰化基准图像；

S300，通过ATR系统识别出清晰化基准图像中的各个目标对象；

其中，目标对象包括水面船舶、陆地交通工具、建筑物等。