[发明专利]一种基于测月雷达的月球次表层层位检测方法

说明书

技术领域

本发明属于测月雷达成像技术领域，具体地涉及一种基于测月雷达的月球次表层层位检测方法。

背景技术

测月雷达是一种工作于无载频毫微秒脉冲状态的时间域探测雷达，采用收发分置天线。其工作原理是：测月雷达发射机产生超宽带的无载频毫微秒脉冲，经过发射天线向月面下辐射/耦合超宽带电磁脉冲信号，信号在月壤和月壳岩石介质的传播过程中，如果遇到不均匀层、不同介质交界面、熔岩管、漂石等目标，将产生电磁波信号的反射和散射。测月雷达接收天线接收到该反射和散射信号后，经过接收机放大、采样后获得相应的探测数据，通过对探测数据进行分析、处理和成像，得到巡视器行走区域内月壤厚度及其分布、漂石和熔岩管的分布以及月壳次表层岩石地质结构等信息。

测月雷达数据反映了月球次表层介质的阻抗差异，是介电常数、电导率和磁导率差异的综合体现，另外还由于介质非均匀性、多次反射、环境反射、衍射等的影响，不可避免的存在多解性和复杂性。由于测月雷达首次用于月表探测，目前缺乏相应针对性的层位检测方法。有效的层位追踪方法可提高系统的检测和辨识能力，获得月球次表层内部结构的信息。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于测月雷达的的月球次表层层位检测方法，以获得月球次表层内部结构分层信息。

为实现上述目的，本发明提供的基于图像边缘检测的测月雷达层位检测方法包括步骤：步骤1，将测月雷达数据进行中值滤波，再进行希尔伯特变换处理；步骤2，对经步骤1处理后的测月雷达数据采用Canny算法进行处理，提取边缘端点；步骤3，对经步骤2处理后的二值图像数据去除孤立边缘点，然后使用Bresemham算法连接边缘端点，最后去除长度小于阈值的边缘，输出层位结果。

优选地，所述的中值滤波为对一个滑动窗口内的图像像素灰度值排序，用其中值来代替窗口中心像素灰度值的滤波。

优选地，所述的希尔伯特变换为采用希尔伯特变换提取雷达回波信号的包络，减少检测到的边缘。

优选地，所述的Canny算法为，首先采用二维高斯函数的一阶导数对图像进行平滑，然后将高斯核梯度向量与图像卷积，再进行非极大值抑制得到增强的二值边缘端点图像。

优选地，所述的二维高斯函数为其中x,y分别为图像像素横坐标，纵坐标，σ为函数宽度参数。

优选地，所述的高斯核梯度向量为▿G=∂G/∂x∂G/∂y.]]>

优选地，所述的Bresemham算法包括，去除孤立边缘端点，连接相邻边缘端点，删除阀值外边缘，输出层位信息。

本发明采用边缘检测和边缘连接方法，处理测月雷达采集数据可获得月球次表层层位信息。

附图说明

图1是本发明基于测月雷达的月球次表层层位检测方法流程图；

图2是Bresemham连接示意图；

图3是原始数据灰度图；

图4是希尔伯特变换后瞬时峰值数据灰度图；

图5是极大值抑制后的二值数据输出结果图；

图6是二值数据删除短边缘后处理结果图；

图7是进行边缘连接后输出结果图；

图8是输出结果叠加至原图后效果图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明进一步详细说明。