[发明专利]一种基于透反协同的建筑布局重建方法

权利要求书

1.一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，包括：

S1、数据采集：采用一发两收超宽带雷达对场景进行水平和垂直方向的扫描，其中一个发射和一个接收放置在场景的同一侧，获取建筑物的反射回波，另一个天线放置在场景的对侧，收集透射回波；

S2、透射回波建模：采用最大幅度估计方法估计得到透射回波直达路径时延，堆叠成向量将成像场景被离散化为N个大小相同的二维网格，成像向量O表示为：则透射回波模型为：

Z＝AO+n,

其中，M表示数据点总数，c为光速，ε(r_n)为第n个网格的介电常数，r_n为每个网格的索引，n＝1,2,3,…,N，A为投影矩阵；

S3、透射回波成像：对基于透射回波的信号模型进行求解，求解的目标函数为：

其中，和分别为成像向量O沿水平方向和垂直方向的一阶差分；C为二维高斯核函数；为材质约束，W表示权重矩阵；

采用交替方向乘子法求解得到的透射回波成像结果记为O₁；

S4、反射回波时延补偿：根据S3的成像结果，获取其墙体的厚度并基于该厚度对反射回波进行补偿，消除墙体引起的额外延迟；

S5、反射回波成像：对补偿后的反射回波进行后向投影成像：

其中，X_v为在第v条路径下所有采样位置的集合，L表示具体每个采样位置，d(r,L)为收发天线到像素点r的距离；

反射信号成像结果记为O₂；

S6、透反融合成像：

对透射波成像结果O₁进行霍夫变换，提取结果中的直线线段，结果记为G；

对反射信号成像结果O₂与直线提取后的透射波成像结果G进行特征级融合，从而得到建筑布局重建结果。

2.根据权利要求1所述的一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，第i个网格的权重为O_1i表示第i个网格对应的透射信号成像结果估计值，为预设的材质介电常数值，h为缩放因子。

3.根据权利要求2所述的一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，融和准则如下所示：

其中，r_k为搜索窗内的网格索引，k＝1,2,3,…N_t，N_t为搜索窗的网格数量，G(r_k)为进行直线检测后的场景向量，T(r_n)为在一个N_t窗内累加求和的结果，N_t为搜索窗的网格数量，α_gate为经验阈值，β_gate为决策统计量。

4.根据权利要求2所述的一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，对于第m次测量，第n个网格，投影矩阵的元素A_mn表达式为：

其中，d_m为第m组测量时，收发机之间的距离；D(r_n,X_m)为第m组测量时，发射机到第n个网格与接收机到第n个网格距离之和；σ设置为二分之一波长。

5.根据权利要求4所述的一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，高斯核函数C中元素具体表达式为

其中，d_x(i,j)和d_y(i,j)分别为网格i到网格j的水平距离和垂直距离，参数k_x和k_y定义为

其中，k₁、k₂为整数，k₁＞＞k₂，表示(i,j)沿水平方向的一阶差分，表示(i,j)沿垂直方向的一阶差分。

6.根据权利要求5所述的一种基于透反协同的建筑布局重建方法，其特征在于，β_gate的表达式如下：

参数γ为可调阈值。