[发明专利]一种基于多通道多波段的高分辨水下雷达成像系统

说明书

本发明提供了一种基于多通道多波段的高分辨水下雷达成像系统，电源模块分别为数据采集模块、数据处理模块和中央处理模块供电，数据采集模块对图像数据进行采样，将采样后的数据送至数据处理模块进行地形图像特征提取及成像算法处理，中央处理模块为系统的主控单元，进行系统数据的控制与通信。本发明通过使用通用处理器CPU作为运行载体，联合多核DSP作为协处理器进行算法处理的硬件加速，得到基于硬件架构的信号处理系统，最终实现具有多通道多波段、高速数据处理、数据传输和存储功能的水下雷达成像系统。

技术领域

本发明涉及水域航行雷达成像处理技术领域，尤其是一种基于多通道多波段的高分辨水下雷达成像系统。

背景技术

文献“水下距离选通成像雷达激光照明模型，光学学报，2016，36(04):47-52”公开了一种水下距离选通成像雷达激光照明模型。该模型所采用的基于脉冲激光器的水下距离选通成像雷达方法是水下光电探测的重要手段之一，为了在探测距离内获得有效的照明范围，在小角度散射条件下，推导了水体光束扩展函数，提出了一种水下高斯光束激光照明模型。模型误差随着照明距离和激光发散角的增加而变大，在目标平面直径为1m的圆形照明区域条件下，仿真得到的照明光斑半径在8.5个衰减长度范围内与实测值误差不超过0.1m。

文献所述方法在水下雷达探测过程中受到雷达天线的长度限制，无法获得合成孔径浅海扫描信息，缺少测量散射信号产生表征散射强度的图像信息；此外，该方法所具备的单通道与波段的极化SAR由雷达单一参数所确定，只能提供单一通道的监测信息，因此所获得到信息量有限，造成水下雷达成像的分辨率较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，提高水下探测成像的分辨率，本发明提供一种基于多通道多波段的高分辨水下雷达成像系统，主要针对水下高分辨多波段多极化SAR成像的处理和装备研究，通过多通道数据采集模块增加了预处理成像数据量并减小整体误差，再经过数据处理模块完成多波段多极化SAR成像处理下的水下目标成像。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种多通道多波段的高分辨水下雷达成像系统，包括中央处理模块、数据采集模块、数据处理模块和电源模块，电源模块分别为数据采集模块、数据处理模块和中央处理模块供电，数据采集模块对图像数据进行采样，将采样后的数据送至数据处理模块进行地形图像特征提取及成像算法处理，中央处理模块为系统的主控单元，进行系统数据的控制与通信。

所述的中央处理模块包括CPU、EEPROM存储器、Nor Flash和时钟模块，时钟模块为CPU提供工作脉冲信号，EEPROM存储器和Nor Flash中存储CPU的控制程序，CPU从EEPROM存储器和Nor Flash中读取控制程序并发送START启动信号，利用START启动信号作为使能信号实现对数据采集模块、数据处理模块进行逻辑控制，进而使图像数据被数据采集模块采集，使数据处理模块对数据采集模块的采集数据进行数据处理。

所述的数据采集模块包括AD采集模块和DDR3模块，AD采集模块将采集的图像信息通过串口传输到预先设置好的缓存区中，该缓存区为双倍速率同步动态随机存储器，即所述DDR3模块。

所述的数据处理模块包括DSP模块、TELEMAC图像处理模块组、RGB模块组和存储模块，当接收到CPU端发送的START信号时，从所述DDR3模块中读取多通道预图像处理数据，对多通道预图像处理数据通过TELEMAC图像处理模块组进行多通道多波段的图像信息处理，获取到多通道预图像数据各自对应的一组初始数据；将所述多组初始数据在RGB模块组中进行RGB变换，得到变换后的目标数据，将所述目标数据存储至存储模块中，当完成对存储模块中图像数据的存储操作后，则向CPU发送响应信息。