[发明专利]一种毫米波柱面全息成像系统的三维成像与重构方法

权利要求书

1.一种毫米波柱面全息成像系统的三维成像与重构方法，所述方法包括：

在预设的柱坐标系下，获取毫米波柱面全息成像系统的发射信号经反射后的回波信号；所述柱坐标系的高度轴与所述毫米波柱面全息成像系统的柱面的中轴线重合；

计算所述回波信号对应的距离像序列，根据预设的距离轴坐标值范围从所述距离像序列中得到被检目标在所述柱坐标系下的目标回波信号；

根据所述目标回波信号获得对应的空间波数谱，将所述空间波数谱沿所述柱坐标系的高度轴和距离轴分解，在所述柱坐标系下获得所述发射信号的每个频点对应的单频三维成像数据，将所述单频三维成像数据进行相参累加，得到对应的柱坐标目标三维成像数据；

根据预设的直角坐标系和直角坐标值范围，将所述柱坐标目标三维成像数据重构为对应的直角坐标目标三维成像数据；

根据所述柱坐标目标三维成像数据或所述直角坐标目标三维成像数据，获取目标空间三维点云数据，对所述三维点云数据进行去噪处理后重构对应的目标三维表面；

所述计算所述回波信号对应的距离像序列，根据预设的距离轴坐标值范围从所述距离像序列中得到被检目标在所述柱坐标系下的目标回波信号的步骤包括：

对所述回波信号进行频率维度的IFFT计算，得到对应的距离像序列；

根据预设的距离轴坐标值范围生成矩形窗滤波函数，使用所述矩形窗滤波函数对所述距离像序列进行滤波，得到对应的目标区域数据；

对所述目标区域数据进行距离维度的FFT计算，得到被检目标在所述柱坐标系下的目标回波信号。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标回波信号获得对应的空间波数谱，将所述空间波数谱沿所述柱坐标系的高度轴和距离轴分解，在所述柱坐标系下获得所述发射信号的每个频点对应的单频三维成像数据，将所述单频三维成像数据进行相参累加，得到对应的柱坐标目标三维成像数据的步骤包括：

在所述柱坐标系下对所述目标回波信号进行角度维度的FFT计算和高度维度的IFFT计算，得到空间波数谱；

获取所述发射信号的每个频点对应的所述空间波数谱，进行角度维度的匹配滤波计算、角度维度的IFFT计算和高度维度的FFT计算，在所述柱坐标系下获得所述发射信号的每个频点对应的单频三维成像数据；

将所述单频三维成像数据进行相参累加，得到对应的柱坐标目标三维成像数据。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，将所述单频三维成像数据进行相参累加，得到对应的柱坐标目标三维成像数据的步骤包括：

获取预设的成像区域内的所述单频三维成像数据；所述成像区域的距离轴坐标在所述预设的距离轴坐标值范围内；

将获取到的单频三维成像数据进行相参累加，得到所述预设的成像区域内的柱坐标目标三维成像数据。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据预设的直角坐标系和直角坐标值范围，将所述柱坐标目标三维成像数据重构为对应的直角坐标目标三维成像数据的步骤包括：

根据所述柱坐标系和所述直角坐标系的转换关系，得到所述直角坐标值范围对应的柱坐标值范围；

对所述柱坐标值范围内的柱坐标目标三维成像数据在水平平面方向进行二位线性插值，得到所述直角坐标系下的直角坐标目标三维成像数据。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述根据预设的直角坐标系和直角坐标值范围，将所述柱坐标目标三维成像数据重构为对应的直角坐标目标三维成像数据的步骤包括：

根据所述柱坐标系和所述直角坐标系的转换关系，得到所述直角坐标值范围对应的柱坐标值范围；

获取所述柱坐标值范围内的柱坐标目标三维成像数据中的强散射点，根据所述强散射点获得所述直角坐标系下的三维点云数据，得到对应的直角坐标目标三维点云数据，或者获取所述直角坐标值范围内的直角坐标目标三维成像数据中的强散射点，根据所述强散射点获得所述直角坐标系下的三维点云数据，得到对应的直角坐标目标三维点云数据。