運動平臺大視角SAR圖像配準與慢速編隊目標跟蹤研究.pdf

1、隨著分辨率和檢測性能的提高，現(xiàn)代雷達能夠?qū)V域區(qū)域內(nèi)目標進行監(jiān)視與跟蹤。在廣域監(jiān)視中，SAR圖像配準是雷達數(shù)據(jù)處理的基礎(chǔ)。當成像視角變化較大時，SAR圖像之間會存在嚴重的幾何失真、分辨率不一和相干噪聲等問題，這使得現(xiàn)有的SAR圖像配準方法難以得到理想結(jié)果。編隊目標跟蹤是信息化防衛(wèi)的有效手段。當慢速目標編隊運動時，高分辨雷達能夠檢測編隊各成員產(chǎn)生的量測，但是由于定位誤差和系統(tǒng)誤差等問題，這些目標所對應的量測不是規(guī)律的編隊而是雜亂分布于一定

2、區(qū)域內(nèi)，這使得目前跟蹤算法難以對編隊成員進行精確跟蹤。本文針對大視角SAR圖像序列的配準問題和慢速編隊目標跟蹤存在的問題展開了研究，主要包括以下內(nèi)容：
　　1.研究了光學圖像配準的方法，包括基于灰度的配準方法、基于圖像FFT的配準方法和基于特征的配準方法，其中基于特征的配準方法主要研究了SIFT算法。SAR圖像配準方法是由這些方法發(fā)展而來的。
　　2.研究了典型的目標跟蹤方法，包括航跡起始、航跡關(guān)聯(lián)和航跡濾波，這些模塊構(gòu)成了

3、點目標跟蹤的經(jīng)典框架。編隊目標是由多點目標組成的目標群，因此本文對慢速編隊目標跟蹤研究將在這一框架中進行。
　　3.提出了一種基于圖像特征增強的大視角SAR圖像配準算法，該算法首先提取圖像的閉合區(qū)域作為特征，并使用仿射不變矩作為圖像閉合區(qū)域特征的描述子；其次根據(jù)運動平臺運動參數(shù)和成像參數(shù)對圖像進行特征增強，得到預配準圖像；最后通過計算待配準圖像與預配準圖像的變換關(guān)系得到待配準圖像和參考圖像的變換關(guān)系。所提方法利用了成像平臺的運動參

4、數(shù)和成像參數(shù)，增強了圖像特征，提高了配準精度；使用了以仿射不變矩描述的閉合區(qū)域作為圖像特征，算法耗時少。通過與SIFT算法的對比實驗，驗證了所提算法的性能。
　　4.提出了一種基于編隊隊形的慢速編隊跟蹤算法，該算法首先對目標進行編隊劃分處理，以編隊中心為依據(jù)，完成中心航跡的起始；其次使用目標到編隊中心的角度和距離對編隊隊形進行描述；再次使用編隊隊形控制編隊內(nèi)量測與目標的關(guān)聯(lián)并處理編隊內(nèi)各航跡；最后根據(jù)編隊中心和各航跡的狀態(tài)更新完成