[发明专利]一种基于毫米波极化辐射测量的目标分类方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于毫米波极化辐射测量的目标分类方法及系统，对N个目标分别测量其水平极化亮温、垂直极化亮温、物理温度，记录入射角，共获取N组数据，对于N组数据，分别计算其等效介电常数，对等效介电常数进行聚类，聚类结果即是N个目标的分类结果。本方法解决了当前技术中单纯依靠目标亮温进行分类的不足，提高利用毫米波辐射测量技术对被观测场景中的各类目标进行检测和识别的能力。

技术领域

本发明属于无源微波遥感与探测技术领域，更具体地，涉及一种基于毫米波极化辐射测量的目标分类方法及系统。

背景技术

一切物理温度高于0K的物体都会以电磁波的形式自发地向空间辐射电磁能量，这一现象叫做热辐射。毫米波辐射计通过接收毫米波频段的热辐射信号来实现对目标的遥感与探测，这种技术通常被称为无源毫米波辐射测量技术。毫米波辐射测量具有全天时、准全天候工作，隐蔽性和一定程度上穿透大气、衣物、烟雾等的优点，因此已应用到诸如遥感、安检、目标探测、天文学等领域。极化是电磁辐射的一类特征。

由于电磁辐射的极化与目标的材质组成、形状和表面特征等因素有关，因此毫米波辐射极化成像中包含了丰富的目标信息。基于测量得到的极化亮温数据对目标进行分类，在人体安检和军事目标探测等领域中受到了关注。当前方法直接基于亮温数据或对亮温数据进行简单的加减乘除操作后对目标进行分类。但是，目标亮温与环境亮温、目标自身温度、观测角度等诸多因素有关，不是一个仅与目标材质信息相关的物理量。因此，两类不同的目标可能具有相同的亮温。如何从亮温数据中提取出直接表征目标材质信息的物理量从而进行目标分类还有待研究。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于极化毫米波辐射测量的目标分类方法，旨在解决当前技术中单纯依靠目标亮温进行分类的不足。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于毫米波极化辐射测量的目标分类方法，包括以下步骤：

S1.对N个目标分别测量其水平极化亮温T_hi、垂直极化亮温T_vi、物理温度T_obji，记录入射角θ_i，共获取N组数据，记为{(T_h1,T_v1,T_obj1,θ₁)；(T_h2,T_v2,T_obj2,θ₂)；…；(T_hN,T_vN,T_objN,θ_N)}，1≤i≤N，N为正整数；

S2.对于N组数据，分别计算其等效介电常数，记为{ε₁；ε₂；…；ε_N}；

S3.对{ε₁；ε₂；…；ε_N}进行聚类，聚类结果{c₁；c₂；…；c_N}即是N个目标的分类结果。

进一步地，S2中对于第i组数据(T_hi,T_vi,T_obji,θ_i)，其等效介电常数ε_i计算方法为：

S21.计算PD_oP＝(T_vi-T_hi)/(2T_obji-T_hi-T_vi)，若PDoP＜P₀，则ε_i＝ε₀；否则，执行S22；其中P₀为预设阈值；