SAR图像辅助的雷达目标距离像检测识别

doi:10.12305/j.issn.1001-506X.2023.11.08

系统工程与电子技术 ›› 2023, Vol. 45 ›› Issue (11): 3428-3436.doi: 10.12305/j.issn.1001-506X.2023.11.08

SAR图像辅助的雷达目标距离像检测识别

周剑雄¹, 朱永锋¹^,*, 陈冀¹, 吴宏铭², 吴堃³, 张永杰³

1. 国防科技大学电子科学学院, 湖南长沙 410073
2. 火箭军61基地 96813部队, 安徽黄山 242700
3. 北京遥感设备研究所, 北京 100854

收稿日期:2022-01-17 出版日期:2023-10-25 发布日期:2023-10-31
通讯作者: 朱永锋
作者简介:周剑雄(1977—), 女, 教授, 博士, 主要研究方向为高分辨雷达成像、目标特性分析与识别
朱永锋(1979—), 男, 副研究员, 博士, 主要研究方向为雷达波形设计、雷达信号处理、雷达抗干扰与目标识别
陈冀(1993—), 男, 硕士研究生, 主要研究方向为毫米波主动寻的制导目标检测
吴宏铭(1993—), 男, 助理工程师, 硕士, 主要研究方向为毫米波主动寻的制导目标识别
吴堃(1986—)男, 高级工程师, 硕士, 主要研究方向为雷达系统、雷达信号处理
张永杰(1980—), 男, 研究员, 博士, 主要研究方向为高分辨雷达系统与目标检测识别

HRRP detection and recognition of radar targets based on assistant SAR images

Jianxiong ZHOU¹, Yongfeng ZHU¹^,*, Ji CHEN¹, Hongming WU², Kun WU³, Yongjie ZHANG³

1. College of Electronics Science and Technology, National University of Defense Technology, Changsha 410073, China
2. Unit 96813 of the PLA, Rocket Force Base 61, Huangshan 242700, China
3. Institute of Beijing Remote Sensing Device, Beijing 100854, China

Received:2022-01-17 Online:2023-10-25 Published:2023-10-31
Contact: Yongfeng ZHU

摘要/Abstract

摘要：

高分辨距离像在轻小型雷达平台探测识别目标中有重要应用, 准确的目标和环境先验信息是提高距离像检测识别性能的关键因素。本文提出以离线或在线合成孔径雷达(synthetic aperture radar, SAR)图像作为先验信息来源, 提取目标二维散射中心并向距离像视线方向投影获得一维散射中心特征模板, 在此基础上设计了距离像检测、识别以及要害部位选择算法流程, 采用电磁计算和外场实测地面目标数据进行了试验验证。结果表明: SAR图像辅助的距离像检测识别算法不仅具有较高的检测和识别率, 在姿态、频段、分辨力等观测条件变化的情况下也具有较高的稳定性, 具有较好的实用价值。

关键词: 距离像, 目标检测, 目标识别, 合成孔径雷达图像

Abstract:

High resolution range profile (HRRP) has important applications in target detection and recognition in small radar platforms. Accurate target and environment information is a key factor for improving the detection and recognition performance by HRRP. We propose to use the synthetic aperture radar (SAR) images on-line or off-line as prior information, extract 2D scattering centers from the SAR image and project them to the line sight of 1D imaging to obtain the 1D scattering center templates. The detection, recognition and key structure selection algorithms are designed and tested by both electromagnetic simulation and field data of ground targets. Results show that the SAR image based HRRP detection and recognition method has high detection and recognition rate, and has adaptability to varying conditions such as pose, frequency and resolution, which is important in practical applications.

Key words: high resolution range profile, target detection, target recognition, synthetic aperture radar (SAR) image

中图分类号:

TN951

周剑雄, 朱永锋, 陈冀, 吴宏铭, 吴堃, 张永杰. SAR图像辅助的雷达目标距离像检测识别[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(11): 3428-3436.

Jianxiong ZHOU, Yongfeng ZHU, Ji CHEN, Hongming WU, Kun WU, Yongjie ZHANG. HRRP detection and recognition of radar targets based on assistant SAR images[J]. Systems Engineering and Electronics, 2023, 45(11): 3428-3436.

图/表 17

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

图8

图9

图10

图11

图12

图13

图14

图15

图16

图17

参考文献 14

1	庄钊文, 王雪松, 付强, 等. 雷达目标识别[M]. 北京: 高等教育出版社, 2015.
	ZHUANG Z W , WANG X S , FU Q , et al. Radar target recognition[M]. Beijing: Press of Advanced Education, 2005.
2	杜兰. 雷达高分辨距离像目标识别方法研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2007.
	DU L. Study on radar HRRP target recognition[D]. Xi'an: Xidian University, 1999.
3	HUGHES P K . A high resolution radar detection strategy[J]. IEEE Trans.on Aerospace and Electronic Systems, 1983, 19 (5): 663- 667.
4	黄德双. 高分辨雷达智能信号处理技术[M]. 北京: 机械工业出版社, 2001.
	HUANG D S . High resolution radar intelligent signal processing[M]. Beijing: China Machine Press, 2001.
5	陈希信, 弓盼, 李坡. 宽带雷达的目标检测性能研究[J]. 现代雷达, 2021, 43 (12): 15- 19.
	CHEN X X , GONG P , LI P . A study on target detection performance of wideband radar[J]. Modern Radar, 2021, 43 (12): 15- 19.
6	陈健. 基于概率统计模型的雷达高分辨距离像目标识别方法研究[D]. 西安: 西安电子科技大学, 2020.
	CHEN J. Study of radar HRRP target recognition based on probability statistical model[D]. Xi'an: Xidian University, 2020.
7	NEUMANN C, SENKOWSKI H. MMW-SAR seeker against ground targets in a drone application[C]//Proc. of the EUSAR, 2002: 457-460.
8	黄培康, 殷红成. 雷达目标特性[M]. 北京: 电子工业出版社, 2005.
	HUANG P K , YIN H C . Radar target signature[M]. Beijing: China Astronautic Publishing House, 1993.
9	周剑雄, 鲍庆龙, 吴文振, 等. 雷达目标多维特性分析与应用[J]. 电波科学学报, 2020, 35 (4): 551- 562.
	ZHOU J X , BAO Q L , WU W Z , et al. Analysis and exploration of the multi-dimensional radar target signature[J]. Chinese Journal of Radio Science, 2020, 35 (4): 551- 562.
10	ZHOU J X , ZHAO H Z , SHI Z G , et al. Global scattering center model extraction of radar targets based on wideband measurements[J]. IEEE Trans.on Antennas and Propagation, 2008, 56 (7): 2051- 2060. doi: 10.1109/TAP.2008.924698
11	陈冀. SAR图像辅助的时敏目标距离像识别选择技术[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2019.
	CHEN J. High-resolution range profile selection of time-critical target based on SAR images[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2019.
12	吴宏铭. SAR图像辅助下的一维距离像识别[D]. 长沙: 国防科学技术大学, 2019.
	WU H M. High-resolution range profile recognition technology based on SAR images[D]. Changsha: National University of Defense Technology, 2019.
13	ZHOU J X , SHI Z G , CHEN X , et al. Automatic target recognition of SAR images based on global scattering center model[J]. IEEE Trans.on Geoscience and Remote Sensing, 2011, 49 (10): 3713- 3729. doi: 10.1109/TGRS.2011.2162526
14	陈冀, 吴宏铭. 三维散射中心模型辅助的一维距离像要害部位选择[J]. 信号处理, 2021, 37 (9): 1709- 1718.
	CHEN J , WU H M . Key point selection for high-resolution range profile technology based on three-dimensional scattering center model[J]. Siganl Processing, 2021, 37 (9): 1709- 1718.

[1]	王中宝, 尹奎英. 基于联合域滤波的无人机载SAR图像块效应抑制方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(9): 2768-2776.
[2]	汪萌, 诸兵. 不确定性建模在2D和3D目标检测中的应用[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(8): 2370-2376.
[3]	王湖升, 陈伯孝, 叶倾知. 基于箔条干扰实测数据的对抗方法研究[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(7): 2010-2021.
[4]	王哲昊, 简涛, 黄晓冬, 王海鹏, 刘瑜. 基于角域特征PSO的海面目标HRRP识别方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(6): 1642-1650.
[5]	成倩, 李佳, 杜娟. 基于YOLOv5的光学遥感图像舰船目标检测算法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(5): 1270-1276.
[6]	朱晶晶, 朱圣棋, 廖桂生, 许京伟, 兰岚, 曾操. 相控阵和频率分集阵双模式雷达联合目标检测[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(5): 1342-1350.
[7]	杨宇超, 方明, 赵晨帆, 方刚. 高速机动目标长时间相参积累算法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(5): 1359-1370.
[8]	黄瀚仪, 胡仕友, 郭胜龙, 李珊君, 舒勤. 基于稀疏分解的海面微动目标识别[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(4): 1016-1023.
[9]	张冬冬, 王春平, 付强. 基于特征增强网络的SAR图像舰船目标检测[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(4): 1032-1039.
[10]	孟自强, 高伟, 李晓明. 机载雷达地面静止目标二维检测算法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(4): 1040-1048.
[11]	赵庆媛, 赵志强, 叶春茂, 鲁耀兵. 基于自注意力的双波段预警雷达微动融合识别[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(3): 708-716.
[12]	张昀普, 单甘霖, 黄燕, 付强. 考虑盲区的多移动传感器地面目标检测跟踪调度方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(2): 453-464.
[13]	陈任飞, 彭勇, 李忠文. 基于持续无监督域适应策略的水面漂浮物目标检测方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(11): 3391-3401.
[14]	王宏安, 黄达, 张伟, 潘晔, 王祥丰, 邵怀宗, 顾杰. 基于DSGD的分布式电磁目标识别[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(10): 3024-3031.
[15]	刘佳, 徐群玉, 陈唯实. 无人机雷达航迹运动特征提取及组合分类方法[J]. 系统工程与电子技术, 2023, 45(10): 3122-3131.

SAR图像辅助的雷达目标距离像检测识别

HRRP detection and recognition of radar targets based on assistant SAR images

RichHTML

PDF (PC)

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

图/表 17

参考文献 14

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价