SAR圖像地雷場檢測技術(shù)研究.pdf

1、隨著地雷布設(shè)技術(shù)的不斷進步，由成百上千枚地雷形成的地雷場能夠在短短幾分鐘時間內(nèi)被布雷裝備布設(shè)完畢，具有很高的突然性和隱蔽性，可以達到快速阻礙、殺傷機械化部隊的目的。由于地雷通常布設(shè)在地下或者草叢中，對成像檢測造成一定的困難。合成孔徑雷達（SAR）具有良好的介質(zhì)穿透能力和不受天氣的影響等特性，從而成為各國競相發(fā)展的對象，是解決地雷場威脅的主要技術(shù)手段。本文系統(tǒng)研究SAR圖像地雷場檢測方法的流程架構(gòu)及相應(yīng)的實現(xiàn)算法。
　　地雷場是由大

2、量獨立的地雷目標(biāo)隨機構(gòu)成，這使得基于獨立目標(biāo)進行處理的傳統(tǒng)檢測方法難以適用，因而有效的地雷場檢測方法成為亟待解決的關(guān)鍵技術(shù)。為了便于研究，并提高算法的拓展性，論文第一章定義由大量獨立目標(biāo)構(gòu)成的對象為點集目標(biāo)（地雷場），而相應(yīng)的獨立目標(biāo)為元素目標(biāo)（地雷），從而將地雷場檢測問題轉(zhuǎn)化為點集目標(biāo)檢測問題，并建立相應(yīng)的算法流程架構(gòu)。論文在此基礎(chǔ)上的后續(xù)研究內(nèi)容可以概括如下：
　　論文第二章研究地雷場元素目標(biāo)的預(yù)篩選。針對地雷目標(biāo)體積小、散射

3、強度弱造成的檢測虛警率高，雷場邊界標(biāo)定難的問題。論文首先完成了典型預(yù)篩選算法適用性分析；然后根據(jù)地雷的面積特征，設(shè)計了網(wǎng)格聚類算法，該算法在聚類過程中能夠有效降低虛警率、提高運算效率、并簡化現(xiàn)有檢測流程；最后針對地雷更詳細(xì)的形狀特征，使用擴展分形、形態(tài)分量分析等算法進一步提高目標(biāo)的信雜比，在較低虛警率的情況下獲得較高的檢測率。
　　論文第三章研究地雷場元素目標(biāo)的鑒別。在地雷預(yù)篩選后，雜波引起的虛警已經(jīng)被大幅剔出，但與地雷形狀特性相

4、似的目標(biāo)造成的虛警依然存在，這類目標(biāo)諸如樹干、土坑、石塊等，嚴(yán)重影響雷場的鑒別。針對該問題，本文對地雷目標(biāo)有效特征進行了進一步挖掘：首先通過地雷散射模型研究了回波的時域和頻域特性，從物理意義上解釋了地雷的雙峰特性；其次，設(shè)計了圖像稀疏分解算法提取地雷在圖像中的雙峰參數(shù)；隨后，通過稀疏時頻表示提取地雷的時頻域信息，并通過方位采樣得到方位序列特征；最后，在特征提取過程中引入鑒別分量，在提取更優(yōu)特征的同時，簡化了特征提取及鑒別流程。