[发明专利]一种基于距离和瞬时速度的空间目标三维姿态重构方法

说明书

本发明公开了一种基于距离和瞬时速度的空间目标三维姿态重构方法，包括：获取所述雷达接收到的回波信号，所述回波信号由空间目标散射至所述雷达；根据所述回波信号，确定所述空间目标的所有散射中心对应的一维距离序列；通过卡尔曼滤波对所述一维距离序列进行关联处理；根据所述回波信号，估计所述散射中心对应的瞬时速度；基于卡尔曼滤波对所述散射中心对应的多普勒频率进行关联处理；基于关联处理后的一维距离序列和瞬时速度，对散射中心进行三维重构处理。本发明能够实现对空间目标三维姿态的精确重构。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，具体涉及一种基于距离和瞬时速度的空间 目标三维姿态重构方法。

背景技术

空间目标三维姿态能够反映目标的形状以及运动情况，在目标识别中 起着重要作用，因此为了能够准确地得到空间目标的三维姿态信息，需要研 究有效的空间目标三维姿态重构方法。

现有的空间目标三维重构方案通常需要预先确定镜头焦距与空间目标 距离之间的几何关系，且受到图像分辨率、空间目标位置及尺寸参数的影响 较大，操作复杂，尤其是无法针对非平稳运动的空间目标进行聚焦，导致三 维重构准确率低，甚至无法进行三维重构。

洪灵在其发表的论文“基于稀疏重构的空间目标感知方法研究”(西安 电子科技大学，博士学位论文，2015)中提出了一种基于一维高分辨距离向 的空间目标三维姿态重构方法。该方法的实现步骤如下：(1)采用稀疏优化 的方法进行来径向距离估计；(2)采用动态规划的方法实现多散射中心径向 距离历程的关联；(3)基于因式分解进行三维姿态重构。该方法仍然存在的 不足之处是：(1)一维距离像的分辨率受制于雷达带宽；(2)目标散射中心 坐标与真实坐标相差一个任意旋转矩阵。

发明内容

为了解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种基于距离和 瞬时速度的空间目标三维姿态重构方法。本发明要解决的技术问题通过以 下技术方案实现：

一种基于距离和瞬时速度的空间目标三维姿态重构方法，应用于电子 设备，所述电子设备对应有多个雷达，所述方法包括：步骤1：获取所述雷 达接收到的回波信号，所述回波信号由空间目标散射至所述雷达；步骤2： 根据所述回波信号，确定所述空间目标的所有散射中心对应的一维距离序 列；步骤3：通过卡尔曼滤波对所述一维距离序列进行关联处理；步骤4： 根据所述回波信号，估计所述散射中心对应的瞬时速度；步骤5：基于卡尔 曼滤波对所述散射中心对应的多普勒频率进行关联处理；步骤6：基于关联 处理后的一维距离序列和瞬时速度，对散射中心进行三维重构处理。

本发明的有益效果：

本发明能够克服距离分辨率受制于信号带宽的问题，以及能够避免重 构出来的目标散射中心坐标与真实坐标相差一个任意旋转矩阵，能够实现 对空间目标三维姿态的精确重构。

以下将结合附图及实施例对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种基于距离和瞬时速度的空间目标三维 姿态重构方法流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种雷达与空间目标之间的方位示意图；

图3是本发明实施例提供的一种空间目标几何形状示意图；

图4是本发明实施例提供的一种基于三部雷达得到的一维距离历程以 及关联后的一维距离历程示意图；

图5是本发明实施例提供的一种基于三部雷达得到的瞬时频率历程以 及关联后的瞬时频率历程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种基于t＝0.08s时4个散射中心在参考坐 标系中的重构结果示意图；

图7是本发明实施例提供的一种在不同信噪比条件下A、B两个散射 中心的重构性能比较示意图；

图8是本发明实施例提供的一种电子设备示意图。