[发明专利]基于多方位角合成孔径雷达影像的目标投影三维重建方法

权利要求书

1.一种基于多方位角合成孔径雷达影像的目标投影三维重建方法，其特征在于，包括：

参考观测目标所在区域的数字高程模型DEM中的高程信息，将斜平面多方位角SAR影像集投影为地平面多方位角SAR影像集；所述斜平面多方位角SAR影像集中包含观测目标；

从所述地平面多方位角SAR影像集中提取目标影像，得到地平面多方位角目标影像集；

对所述地平面多方位角目标影像集进行二值化处理，得到地平面多方位角掩模影像集；

根据斜平面多方位角SAR影像集以及地平面多方位角SAR影像集之间的投影关系，计算观测目标的初始中心位置，并以所述初始中心位置为中心构建观测目标的初始三维结构模型；

计算所述初始三维结构模型中的每个结构单元在地平面的斜投影点坐标；其中，所述斜投影点坐标是一等斜距圆弧与地平面的交点，且该等斜距圆弧位于雷达、结构单元以及结构单元在地平面的垂直投影点三者所定的平面内；

利用所述多方位角掩模影像集对每个所述结构单元的所述斜投影点坐标的真实性进行验证，并基于验证结果确定观测目标的真实三维结构模型；

基于所述真实三维结构模型进行三维重建。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述参考观测目标所在区域的数字高程模型DEM中的高程信息，将斜平面多方位角SAR影像集投影为地平面多方位角SAR影像集，包括：

获取斜平面多方位角SAR影像的像素点对应的雷达观测信息；

将所获取的像素点对应的雷达观测信息代入到由旋转椭球面方程、合成孔径雷达斜距方程以及合成孔径雷达的多普勒方程组成的方程组中进行求解，得到像素点在地平面投影的位置信息；其中，所述旋转椭球面方程中使用了观测目标所在区域的数字高程模型DEM中的高程信息；

根据斜平面多方位角SAR影像的像素点在地平面投影的位置信息，将斜平面多方位角SAR影像在地平面投影，得到地平面多方位角SAR影像集。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述多方位角目标影像集进行二值化处理，包括：

对所述多方位角目标影像集中位于同一位置的若干像素求取像素均值，并使用该像素均值对所述若干像素进行二值化处理。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据斜平面多方位角SAR影像集以及地平面多方位角SAR影像集之间的投影关系，计算观测目标的初始中心位置，包括：

根据地平面多方位角目标影像集与地平面多方位角SAR影像集之间的像素对应关系，确定地平面多方位角目标影像集中的观测目标的中心在地平面多方位角SAR影像集中的坐标，并对所确定的多个坐标求平均，作为目标地平面坐标；

根据斜平面多方位角SAR影像集以及地平面多方位角SAR影像集之间的投影关系，确定所述目标地平面坐标对应的目标斜平面坐标，作为观测目标的初始中心位置。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述初始三维结构模型的三维结构为正方体或立方体结构。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，计算所述初始三维结构模型中的每个结构单元在地平面内的斜投影点坐标，包括：

利用预先构建的投影关系函数计算所述初始三维结构模型中的每个结构单元在地平面内的投影点坐标；

所述投影关系函数为：

其中，α为雷达到观测目标的斜距矢量在三维坐标系中的平面角，β为观测目标的速度矢量在三维坐标系中的俯仰角；θ为雷达到观测目标的斜距矢量在三维坐标系中的俯仰角，为观测目标的速度矢量在三角坐标系中的平面角；所述三维坐标系以地平面为XOY平面；T₀为结构单元在地平面的垂直投影点坐标；h_T为观测目标相对所述XOY平面的高程值，T_proj为结构单元在地平面的斜投影点坐标。