一种基于广义Hough变换三维散射中心提取方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及雷达目标特性技术领域，特别是指一种基于广义Hough变换三维散射 中心提取方法。
【背景技术】
[0002] 近年来，电磁散射理论和实验表明，光学区雷达目标的电磁散射表现为目标某些 局部位置上电磁散射的合成，这些局部性的散射源通常称为散射中心。一维散射中心反 映了雷达目标在雷达视线方向上的投影分布，携带的信息不能够充分的刻画目标的散射结 构，而二维和三维散射中心能够更加准确地反映目标的几何结构特征，因此研宄目标的二 维和三维散射中心就具有重要的意义。当雷达视线方向发生变化时，二维或三维散射中心 的位置固定不动时，称为固定型散射中心；相反如果散射中心位置随雷达视线变化与变化 时，称为滑动型散射中心。由于散射中心的概念的简单性与稀疏性，利用散射中心模型分析 雷达散射数据成为分析雷达散射特性的很有利手段。
[0003] 现有的散射中心提取方法，通常通过多姿态角下的一维散射中心分布重构来进行 提取，但这种方法必须是固定型散射中心，而对典型的滑动型散射中心无效。
【发明内容】
[0004] 本发明要解决的技术问题是提供一种基于广义霍夫（Hough)变换三维散射中心 提取方法，能够有效对滑动型二维和三维散射中心进行提取。
[0005] 为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种基于广义Hough变换三维散射中 心提取方法，所述基于广义Hough变换三维散射中心提取方法包括：
[0006] 对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片；
[0007] 对每个二维散射中心高度切片进行二值分析和广义Hough变换，得到散射中心的 二维位置和滑动半径；
[0008] 利用所述散射中心的二维位置和滑动半径得到散射中心高度值Z与滑动半径R满 足的直线方程，得到的所述直线方程为第一直线方程；
[0009] 将所述第一雷达散射截面积数据替换为第二雷达散射截面积数据，重复所述对第 一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片至所述利用所述散射中心的 二维位置和滑动半径得到散射中心高度值Z与滑动半径R满足的直线方程，得到的所述直 线方程为第二直线方程；
[0010] 利用所述第一方程和第二方程，得到散射中心三维位置与滑动半径。
[0011] 优选的，所述第一雷达散射截面积数据和第二雷达散射截面积数据分别为不同固 定俯仰角下的典型目标多姿态角下的扫频数据。
[0012] 优选的，对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片之前， 包括：
[0013] 根据电磁建模计算或实际模型测量，获取不同固定俯仰角下的典型目标多姿态角 下的雷达散射截面积数据。
[0014] 优选的，对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片之前， 包括：
[0015] 建立滑动型散射中心的轨迹关联曲线方程。
[0016] 优选的，所述建立滑动型散射中心的轨迹关联曲线方程，包括：
[0017] 设圆柱半径IV中心位置（? ^ Ztl)，则散射中心位置（x，y，z)满足下面方程，
[0018] X = x〇+r〇cos Φ
[0019] y = y〇+r〇sin Φ (I)
[0020] z = z〇
[0021] 散射中心径向距离R(e, φ)
[0022] R ( θ , φ ；χ0, y0, r〇) = x〇sin θ cos Φ +y〇sin θ sin Φ +z〇cos θ +r〇sin θ (2)
[0023] 或
[0024] x0sin θ cos Φ+y0sin θ sin Φ+Z0Cos θ = R-r0sin θ (3)
[0025] 显然，对于固定型散射中心，有
[0026] r〇= 0 (4)
[0027] 对于滑动散射中心
[0028] r〇= r 〇(Φ) (5)
[0029] 优选的，所述对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片， 包括：
[0030] 针对第一雷达散射截面积数据利用一维距离像处理获得一维散射中心分布；
[0031] 对所述一维散射中心分布进行二值分析，获得多方位角下的一维散射中心的距离 参数；
[0032] 对一维散射中心的距离参数利用满足滑动轨迹方程进行广义Hough变换生成二 维散射中心高度切片。
[0033] 优选的，所述对每个二维散射中心高度切片进行二值分析和广义Hough变换，得 到散射中心的二维位置和滑动半径。包括：
[0034] 对每个二维散射中心高度切片进行二值分析并利用满足滑动轨迹方程进行广义 Hough变换，得到不同圆半径下的广义Hough变换图；
[0035] 检测最大值的最大化获得最佳聚焦图，得到散射中心的二维位置和滑动半径。
[0036] 优选的，所述利用所述散射中心的二维位置和滑动半径得到散射中心高度值z与 滑动半径R满足的直线方程，包括：
[0037] 利用所述散射中心的二维位置和滑动半径通过线性拟合得到散射中心高度值z 与滑动半径R满足的直线方程。
[0038] 优选的，所述利用所述第一方程和第二方程，得到散射中心三维位置与滑动半径， 包括：
[0039] 对所述第一方程和第二方程联立求解，得到散射中心高度值z与滑动半径R。
[0040] 优选的，所述对所述第一方程和第二方程联立求解，得到散射中心高度值Z与滑 动半径R之后，包括：
[0041] 结合散射中心的二维位置，得到散射中心三维位置与滑动半径。
[0042] 本发明的上述技术方案的有益效果如下：
[0043] 上述方案中，通过建立二维散射中心高度切片，对每个二维散射中心高度切片进 行二值分析和广义Hough变换，建立散射中心高度值z与滑动半径R满足的直线方程，从而 得到散射中心三维位置与滑动半径，有效对滑动型二维和三维散射中心进行提取，原理简 单、直观，实现方便。
【附图说明】
[0044] 图1为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法流程图；
[0045] 图2为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法不同方位角下 的一维距离像示意图；
[0046] 图3为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法广义Hough变 换散射中心关联结果示意图；
[0047] 图4为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法二值分析结果 示意图；
[0048] 图5为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法广义Hough变 换圆轨迹关联示意图
[0049] 图6为本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法联立两次结果 提取不意图。
【具体实施方式】
[0050] 为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具 体实施例进行详细描述。
[0051] 如图1所示，本发明实施例的一种基于广义Hough变换三维散射中心提取方法，所 述基于广义Hough变换三维散射中心提取方法包括：
[0052] 步骤101 :对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片。
[0053] 步骤102 :对每个二维散射中心高度切片进行二值分析和广义Hough变换，得到散 射中心的二维位置和滑动半径；
[0054] 步骤103 :利用所述散射中心的二维位置和滑动半径得到散射中心高度值z与滑 动半径R满足的直线方程，得到的所述直线方程为第一直线方程；
[0055] 步骤104 :将所述第一雷达散射截面积数据替换为第二雷达散射截面积数据，重 复所述对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片至所述利用所述 散射中心的二维位置和滑动半径得到散射中心高度值z与滑动半径R满足的直线方程，得 到的所述直线方程为第二直线方程；
[0056] 步骤105 :利用所述第一方程和第二方程，得到散射中心三维位置与滑动半径。
[0057] 本发明实施例的基于广义Hough变换三维散射中心提取方法，通过建立二维散射 中心高度切片，对每个二维散射中心高度切片进行二值分析和广义Hough变换，建立散射 中心高度值z与滑动半径R满足的直线方程，从而得到散射中心三维位置与滑动半径，有效 对滑动型二维和三维散射中心进行提取，原理简单、直观，实现方便。
[0058] 优选的，所述第一雷达散射截面积数据和第二雷达散射截面积数据分别为不同固 定俯仰角下的典型目标多姿态角下的扫频数据。
[0059] 优选的，对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片之前， 包括：
[0060] 根据电磁建模计算或实际模型测量，获取不同固定俯仰角下的典型目标多姿态角 下的雷达散射截面积数据。
[0061] 优选的，对第一雷达散射截面积数据进行处理，建立二维散射中心高度切片之前， 包括：
[0062] 建立滑动型散射中心的轨迹关联曲线方程。
[0063] 优选的，所述建立滑动型散射中心的轨迹关联曲线方程，包括：
[0064] 设圆柱半径IV中心位置（? ^ Ztl)，则散射中心位置（X，y，