[发明专利]一种基于多视角成像的三维成像方法

权利要求书

1.一种基于多视角成像的三维成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

步骤1：在同一笛卡尔坐标系下生成N个不同角度范围的三维图像，具体包括：

1.1首先获取去调频后的三维回波数据，在圆柱坐标系下对三维回波数据做去除残余视频相位项的处理；

1.2将经过去除残余视频相位项处理后的数据分别在方位维和高度维做傅立叶变换，得到三维波数域数据；

1.3将所述三维波数域数据与匹配滤波函数相乘，获得匹配滤波后的三维波数域数据；

1.4对所述匹配滤波后的三维波数域数据在方位维做一维逆傅立叶变换后获得圆柱坐标系下的三维波数域数据；

1.5将所述圆柱坐标系下的三维波数域数据插值到笛卡尔坐标系下；

1.6将在360度扫描范围的所述插值到笛卡尔坐标系下的三维波数域数据等分成N个成像区域；设n表示所述N个成像区域中的第n个成像区域，将选定的第n个成像区域以外置零；其中n的值为N个成像区域的顺序编号；

1.7最后通过对N个所述第n个成像区域内的三维波数域数据做三维逆傅立叶变换，从而获得对应的N个所述第n个区域内的三维图像；

步骤2：生成与N个不同角度范围的三维图像对应的N个窗函数，并将该N个窗函数由圆柱坐标系转换到笛卡尔坐标系；

步骤3：将所述N个不同角度范围的三维图像与所述N个窗函数分别对应相乘并求和，从而获得人体三维成像结果。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.1中，去除残余视频相位项的方法为：将所述去调频后的三维回波数据在距离维做傅立叶变换后，乘以补偿项，然后做逆傅立叶变换。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤1.1中，所述补偿项如式(1)所示：

其中，f_i为频率，且f_i∈[-f_s/2,f_s/2-f_s/N_f]，f_s为采样率，N_f为采样点数，γ为调频信号的调频斜率。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.3中，所述匹配滤波函数的具体表达式如下：

其中，为ε阶汉克尔函数，k_r为r方向所对应的波数域表示，且k为波数，且k＝2*π*f/c，k_z为z方向所对应的波数域表示，f为系统的工作频率，c为光速，R₀为天线中心到目标中心的参考距离，ε为扫描角度θ所对应的频率域。

5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1.4中，对所述匹配滤波后的波数域数据在方位维做一维逆傅立叶变换后获得圆柱坐标系下的三维波数域数据，具体包括：所述圆柱坐标系下的三维波数域数据中任意一点的坐标可表示为(k_r,θ,k_z)，其中k_r为r方向所对应的波数域表示，且k为波数，且k＝2*π*f/c，k_z为z方向所对应的波数域表示，f为系统的工作频率，c为光速，θ为波数域数据的扫描角度。

6.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤1.5中，将所述圆柱坐标系下的三维波数域数据插值到笛卡尔坐标系下，具体包括：选择正对目标中心的笛卡尔坐标系。

7.如权利要求1-5中任一项所述的方法，其特征在于，所述步骤1.5中，将所述圆柱坐标系下的三维波数域数据插值到笛卡尔坐标系下，具体包括：在笛卡尔坐标系下的坐标为(k_x,k_y,k_z)，其中

k_x＝k_r*cos(θ)

k_y＝k_r*sin(θ)

k_z＝k_z (3)

其中k_x为在笛卡尔坐标系下方位维x对应的波数域坐标，k_y为在笛卡尔坐标系下距离维y对应的波数域坐标，k_z为高度维z对应的波数域坐标，k_r为在柱坐标系下r方向所对应的波数域表示，且k为波数，且k＝2*π*f/c，k_z为z方向所对应的波数域表示，f为系统的工作频率，c为光速，θ为波数域数据的扫描角度。