[发明专利]基于合成孔径技术的毫米波视频成像系统及方法

摘要

本发明属于合成孔径技术领域，公开一种基于合成孔径技术的毫米波视频成像系统及方法，所述系统包括：数据采集设备和数据处理设备；所述数据采集设备的数据输出端与所述数据处理设备的数据输入端连接；所述数据采集设备包含环形扫描轨道以及设置在所述环形扫描轨道上的雷达；所述雷达采用单发单收通道，且所述雷达为毫米波雷达；该系统采用单通道毫米波合成孔径雷达成像技术，运行在环形轨道上，能够在多个频段实现视频成像，具有成像时间短、图像分辨率高、识别率高、识别直观自然的特点，能够提高安检效率，而且几何结构简单、成本较低，能够节约大量的人力物力。

主权项

1.一种基于合成孔径技术的毫米波视频成像方法，应用于一种基于合成孔径技术的毫米波视频成像系统，所述系统包括：数据采集设备和数据处理设备；所述数据采集设备的数据输出端与所述数据处理设备的数据输入端连接；所述数据采集设备包含环形扫描轨道以及设置在所述环形扫描轨道上的雷达；所述雷达采用单发单收通道，且所述雷达为毫米波雷达；其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，设定所述雷达的检测区域内存在运动的人体目标，所述运动的人体目标位于三维空间坐标系中，且所述三维空间坐标系以环形轨道的中心为原点；设定所述雷达的波束中心指向为距离向，所述雷达的旋转角度方向为方位向；并设定所述雷达的回波采样时间为快时间，所述雷达的运动时间为慢时间；雷达随慢时间沿着所述环形轨道进行旋转；步骤2，设定所需高分辨SAR图像的方位分辨率为ρ_a，则形成第一幅高分辨SAR图像需要雷达旋转的角度λ表示雷达发射信号的波长；所述雷达在每个慢时间发射脉冲信号并接收对应的雷达回波数据，雷达每个慢时间旋转的角度记为theta；对雷达回波数据进行采样，得到大小为N×M的采样数据矩阵，其中，M为距离向采样点数，N＝ΔΘ/theta为方位向采样点数；步骤3，将大小为N×M的采样数据矩阵按照方位向划分为K⁽⁰⁾个子孔径数据，每个子孔径数据的方位向数据大小为N/K⁽⁰⁾，对每个子孔径数据分别成像，得到K⁽⁰⁾个对应的子图像，再对所述K⁽⁰⁾个对应的子图像进行融合，得到一幅高分辨SAR图像；步骤4，获取新的大小为P×M的采样数据矩阵，且P＜N；将所述新的大小为P×M的采样数据矩阵按照方位向划分子孔径数据，且每个子孔径数据的方位向数据大小为N/K⁽⁰⁾，得到T个子孔径数据，T＝floor[P/(N/K⁽⁰⁾)]，对所述T个子孔径数据分别成像，得到T个对应的子图像；floor表示向下取整操作，T＜K⁽⁰⁾；将所述T个对应的子图像与上一幅高分辨SAR图像中的K⁽⁰⁾‑T个子图像进行融合，得到新的一幅高分辨SAR图像；步骤5，重复执行步骤4，直到得到num幅高分辨SAR图像，从而得到由所述num幅高分辨SAR图像组成的视频，其中，num为组成所述视频需要的高分辨SAR图像的个数，且num为正整数。