[发明专利]一种基于ISAR像序列的空中目标姿态与尺寸特征估计方法

权利要求书

1.一种基于ISAR像序列的空中目标姿态与尺寸特征估计方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)获取空中目标ISAR图像序列I，所述空中目标包括空中飞机；

(2)对空中目标ISAR图像序列I中的每一帧ISAR图像Iⁿ进行预处理，得到预处理后的图像序列I_D；

(3)利用Harris检测方法，对预处理后的图像序列I_D中的每一帧图像进行角点检测，得到图像序列I_D对应的角点点集集合其中，表示I_D中的图像对应的角点点集，J表示图像中的总角点数，和分别表示图像中的第i个角点对应的列索引和行索引，1≤i≤J；

(4)对角点点集集合I_E中的每一个角点点集进行目标凸包检测，得到优化后的目标凸包顶点点集集合I_G；

(5)根据优化后的目标凸包顶点点集集合I_G，提取图像序列I_D中目标的投影物理线特征，得到图像序列I_D的机身投影矢量集合以及机翼投影矢量集合

(6)对于图像序列I_D的每一帧二值图像结合目标ISAR成像模型，根据瞬时雷达视线信息，构造空中目标从三维结构映射到对应二维成像平面上的投影矩阵Aⁿ，进而得到图像序列I_D的投影矩阵集合为A＝{A¹,A²,…,Aⁿ,…,A^N}；

(7)根据目标的机身投影矢量集合、机翼投影矢量集合和所述投影矩阵集合Aⁿ，对目标进行三维姿态与尺寸联合估计。

2.根据权利要求1所述的一种基于ISAR像序列的空中目标姿态与尺寸特征估计方法，其特征在于，所述步骤(1)，包括：

由ISAR雷达系统接收空中目标的回波信号，采用距离-多普勒算法对回波信号进行成像，得到空中目标ISAR图像序列I＝{I¹,I²,…,Iⁿ,…I^N},其中Iⁿ表示第n帧ISAR图像，1≤n≤N，Iⁿ的行维和列维分别对应距离维和方位维，距离维分辨率和方位维分辨率分别为和N表示ISAR图像序列的总帧数。

3.根据权利要求1所述的一种基于ISAR像序列的空中目标姿态与尺寸特征估计方法，其特征在于，所述步骤(2)，包括：

(2a)对空中目标ISAR图像序列I中的图像Iⁿ提取其目标支撑区作为感兴趣区域ROI，得到ROI图像

(2b)对ROI图像的每个距离单元分别设置幅度阈值，通过将小于该幅度阈值的像素单元的幅度值置零，得到条纹噪声抑制后的图像

(2c)利用平滑滤波方法对条纹噪声抑制后的图像进行连接与填充，得到连接与填充后的图像

(2d)利用Otsu阈值分割方法对连接与填充后的图像进行分割，得到预处理后的图像

(2e)对空中目标ISAR图像序列I中的每一帧ISAR图像Iⁿ按照上述步骤(2a)至步骤(2d)进行预处理，得到预处理后的图像序列为计算预处理后的图像序列I_D中的每一帧图像中幅值为1的所有像素坐标的平均值，得到目标的中心坐标矩阵其中，和分别表示预处理后的图像中目标中心对应的列索引和行索引。