[发明专利]基于重叠孔径的毫米波雷达视频成像方法

摘要

本发明属于合成孔径雷达信号处理技术领域，公开了一种基于重叠孔径的毫米波雷达视频成像方法，包括：确定成像场景，将成像场景划分成大小为M×N的网格，每个网格表示一个像素点；确定最终形成SAR视频的视频流的方位分辨率ρ_a，根据方位分辨率得到迭代因子λ′；获取当前时刻雷达接收的第k个回波数据，确定当前时刻雷达到每个像素点的时延；最终形成SAR视频的视频流在第i个像素点处的值表示为I_k(x_i,y_i,z_i)，I_k(x_i,y_i,z_i)＝λ′I_k‑1+s_k′(t_k(x_i,y_i,z_i))；I_k‑1表示上一时刻雷达接收到第k‑1个回波数据时形成SAR视频的视频流在第i个像素点的值；令k依次取1,2,...,K，从而得到最终SAR视频的视频流，本发明方法在保留了重叠孔径划分能够高帧率高分辨率成像的基础上又避免了孔径重叠带来的计算量的浪费。

主权项

1.一种基于重叠孔径的毫米波雷达视频成像方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤1，确定成像场景，将所述成像场景划分成大小为M×N的网格，且所述M×N的网格中每一个网格表示形成的SAR图像中的一个像素点；记第i个像素点的空间坐标为(x_i,y_i,z_i)，i＝1，2，…，M×N；M×N表示对成像场景所成SAR图像的像素总个数；步骤2，确定最终形成SAR视频的视频流的方位分辨率ρ_a，根据所述方位分辨率得到迭代因子λ′；步骤2具体包括如下子步骤：(2a)确定最终形成SAR视频的视频流的方位分辨率ρ_a，其中，λ表示雷达发射信号的波长，θ表示雷达接收形成一幅SAR图像所需的回波数据需绕成像场景中心转过的角度；(2b)确定雷达接收一个回波数据绕成像场景中心转过的角度Δθ，从而得到雷达接收形成一幅SAR图像所需的回波数据个数(2c)从而得到迭代因子步骤3，获取当前时刻雷达接收的第k个回波数据，确定当前时刻雷达接收所述第k个回波数据时雷达的空间位置，从而得到当前时刻雷达接收所述第k个回波数据时雷达的空间位置到每个像素点的距离，进而得到当前时刻雷达接收所述第k个回波数据时雷达到每个像素点的时延；k＝1,2,...,K，K表示最终形成SAR视频的视频流所需要的雷达回波数据总个数；步骤4，当前时刻雷达接收第k个回波数据，当k＝1时，确定雷达接收的第k个回波数据在第i个像素点处补偿时延产生的相位后的回波信号为s₁′(t₁(x_i,y_i,z_i))：s₁′(t₁(x_i,y_i,z_i))＝s₁(t₁(x_i,y_i,z_i))×exp[‑j2πf_ct₁(x_i,y_i,z_i)]；其中，s₁(t₁(x_i,y_i,z_i))表示当前时刻雷达接收的第1个回波数据对应于第i个像素点处的回波信号，t₁(x_i,y_i,z_i)表示当前时刻雷达接收所述第1个回波数据时雷达到第i个像素点处的时延；f_c表示雷达发射信号的载频；i＝1，2，…，M×N；且当k＝1时，最终形成SAR视频的视频流在第i个像素点处的值表示为I₁(x_i,y_i,z_i)，I₁(x_i,y_i,z_i)＝s₁′(t₁(x_i,y_i,z_i))；i＝1，2，…，M×N；当前时刻雷达接收第k个回波数据，当k>1时，确定雷达接收的第k个回波数据在第i个像素点处补偿时延产生的相位后的回波信号为：s_k′(t_k(x_i,y_i,z_i))：s_k′(t_k(x_i,y_i,z_i))＝s_k(t_k(x_i,y_i,z_i))×exp[‑j2πf_ct_k(x_i,y_i,z_i)]；其中，s_k(t_k(x_i,y_i,z_i))表示当前时刻雷达接收的第k个回波数据对应于第i个像素点处的回波信号，t_k(x_i,y_i,z_i)表示当前时刻雷达接收所述第k个回波数据时雷达到第i个像素点处的时延；f_c表示雷达发射信号的载频；i＝1，2，…，M×N；且当k>1时，最终形成SAR视频的视频流在第i个像素点处的值表示为I_k(x_i,y_i,z_i)，I_k(x_i,y_i,z_i)＝λ′I_k‑1+s_k′(t_k(x_i,y_i,z_i))；其中，λ′表示迭代因子，I_k‑1表示上一时刻雷达接收到第k‑1个回波数据时形成SAR视频的视频流在第i个像素点的值；i＝1，2，…，M×N；步骤5，令k依次取1,2,...,K，从而得到最终SAR视频的视频流。