(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210767257.4 (22)申请日 2022.07.01 (71)申请人 南京交通职业 技术学院 地址 211188 江苏省南京市江宁区科 学园 龙眠大道62 9号 (72)发明人 刘颖　 (74)专利代理 机构 南京苏高专利商标事务所 (普通合伙) 32204 专利代理师 柏尚春 (51)Int.Cl. G06T 7/246(2017.01) G06T 7/33(2017.01) G06T 7/73(2017.01) (54)发明名称 一种基于序贯SAR图像的地面运动目标检测 与跟踪方法 (57)摘要 本发明公开了一种基于序贯SAR图像的地面 运动目标检测与跟踪方法， 为机载雷达、 无人机 成像雷达和地理测绘雷达对地探测模式提供高 性能处理算法， 可以有效提高未知信息的运动目 标的检测和定位性能； 本方法提出了一种新的地 面运动目标跟踪技术， 使得机载雷达、 无人机成 像雷达和地理测绘雷达对地感知和探测能力得 到很大提升； 本方法为机载雷达、 无人机成像雷 达和地理测绘雷达提供高精度地面未知信息的 运动目标跟踪与定位的处理方法， 突破了未知运 动目标精确跟踪关键技术， 为动态环 境下移动目 标的精准定位和跟踪提供技术支撑； 除机载雷达 外， 本方法也为其他领域如星载雷达的运动目标 检测与跟踪提供一种SAR ‑GMTI处理的解决方案 。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115100243 A 2022.09.23 CN 115100243 A 1.一种基于序贯SAR图像的地面运动目标检测与跟踪方法， 其特征在于， 包括以下步 骤： (1)设计一个多通道联合自适应杂波抑制器wopt＝ μR‑1a(vr)， 对1～n个通道的数据进行 杂波抑制， 其中R(i ,j)＝E{Z(i ,j)ZH(i ,j)}为多通道联合数据协方差矩阵， 为由1～n个通道的(i,j)坐标位置处的数据构成的多 通道联合数据矢量； (2)设计一个二维恒虚警检测器， 对杂波抑制后的结果进行运动目标检测， 当每个检测 单元的幅度S(i,j)同时满足下列五个条件， 则判定图像中(i,j)坐标位置检测到目标： S(i,j)≥K1Scv(i,j) S(i,j)≥K2Scv(i,j‑1) S(i,j)≥K2Scv(i,j+1) S(i,j)≥K2Scv(i‑1,j) S(i,j)≥K2Scv(i+1,j) 其中， Scv(i,j)为二维杂波 背景电平， K1、 K2为常系数； (3)对检测到的运动目标逐个进行运动参数估计， 包括径向速度 方位向速 度 以及方位位置 其中Δφ、 λ、 va、 d、 R0、 分别 为干涉相位、 波长、 平台飞行速度、 通道间距、 斜距、 调频率估计值； (4)对通道1数据进行SAR成像， 得到序贯图像1， 并将运动目标点迹 叠加到该图像上； (5)按照一定时延间隔重新选取1～n个通道的回波数据， 重复步骤(1)～(4)， 共得到M 幅叠加运动目标点迹的序贯SAR图像； (6)利用设计的序 贯SAR图像跟踪锁定技术， 对M幅叠加运动目标点迹的序 贯SAR图像进 行锁定配准； (7)将锁定配准后的M幅序 贯SAR图像中的运动目标点迹进行点/航迹关联处理， 得到运 动目标航迹 。 2.一种计算机存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 该计算机程序被处理器 执行时实现如权利要求1所述的一种基于序贯SAR图像的地 面运动目标检测与跟踪方法。 3.一种计算机设备， 包括储存器、 处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计 算机程序， 其特征在于， 所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求 1所述的一种基 于序贯SAR图像的地 面运动目标检测与跟踪方法。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115100243 A 2一种基于序贯SAR图像的地面 运动目标 检测与跟踪 方法 技术领域 [0001]本发明涉及机载雷达地面感知技术， 特别是一种基于序贯SAR图像 的地面运动目 标检测与跟踪方法。 背景技术 [0002]多通道合成孔径雷达(Synthetic  Aperture  Radar， SAR)具有全天候条件下实现 二维高分辨成像的能力， 在军事应用和交通监视等领域， 除了获取高分辨SAR图像外， 还具 有对地面运动目标进行检测的能力， 即地面动目标指示能力(Ground  Moving Target  Indication， GMTI)， 而国内许多科研机构对SAR ‑GMTI技术已经展开了研究和试验。 多通道 SAR‑GMTI系统能够有效利用各个通道间信息， 有效的抑制杂波并保留动目标信息， 同时为 动目标的测速 定位提供更多的自由度。 [0003]目前常用的多通道SAR ‑GMTI技术主要包括了相位中心偏置天线(Displaced   Phase Center Antenna， DPCA)技术、 沿航迹干 涉(Along ‑Track Interferometry， ATI)以及 空时自适应处理(Space  Time Adaptive  Processing， STAP)技术。 但以上基于SA R‑GMTI的 处理技术由于随着平台的运动， 除非采用聚束工作模式， 否则都只能获得运动目标 的一次 检测结果， 即只有一个点迹， 无法对动目标进行跟踪。 [0004]与本专利最接近的现有技术发表于 《遥感遥测》 期刊的 《一种视频SAR运动目标成 像算法》 ， 提出了一种基于极坐标算法的视频SAR运动目标成像的方法， 可以实现聚束模式 下地面运动目标的成像和检测。 但现有技术仅限于对聚束SAR模式下使用， 应用场景通常比 较小， 无法对大面积的地面场景或感兴趣区域进 行运动目标检测和跟踪， 此外， 该方法为了 获得较高的性能通常对成像分辨率和成像帧率有较高的要求， 这就必然造成运算量庞大的 问题。 发明内容 [0005]发明目的： 本发明的目的是提供一种基于序贯SAR图像 的地面运动目标检测与跟 踪方法， 从而应用于条带成像模式下， 针对大幅场景完成地面运动目标的检测、 定位和航迹 关联， 实现未知运动目标的跟踪。 [0006]技术方案： 本发明所述的一种基于序贯SAR图像的地面运动目标检测 与跟踪方法， 包括以下步骤： [0007](1)设计一个多通道 联合自适应杂波抑制器wopt＝ μR‑1a(vr)， 对1～n个通道的数据 进行杂波抑制， 其中R(i,j)＝E{Z(i,j)ZH(i,j)}为多通道联合数据协方差矩阵， 为由1～n个通道的(i,j)坐标位置处的数据构成的多 通道联合数据矢量； [0008](2)设计一个二维恒虚警检测器， 对杂波抑制后的结果进行运动目标检测， 当每个 检测单元的幅度S(i,j)同时满足下列五个条件， 则判定图像中(i,j)坐标位置检测到目标： [0009]S(i,j)≥K1Scv(i,j)说　明　书 1/5 页 3 CN 115100243 A 3