一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111796280A(43)申请公布日2020.10.20(21)申请号202010751930.6(22)申请日2020.07.30(71)申请人哈尔滨工业大学地址150001黑龙江省哈尔滨市南岗区西大直街92号(72)发明人李鸿志张文萱王勇谢俊好王乐乐(74)专利代理机构哈尔滨华夏松花江知识产权代理有限公司23213代理人岳昕(51)Int.Cl.G01S13/90(2006.01)权利要求书3页说明书9页附图12页(54)发明名称一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法(57)摘要一种ISAR微动特征提取‑微动目标成像一体化方法，涉及微动目标成像技术领域，针对现有的微动特征提取方法和微动目标成像方法不能兼顾的问题，包括以下步骤：步骤一：针对信号，利用三维搜索或改进的蜂群算法计算信号的离散正弦调频变换域，并寻找域中的峰值；步骤二：获取该峰值对应的微多普勒信号的参数，并利用该参数重构估计的微多普勒信号；步骤三：用信号减去重构估计的微多普勒信号；步骤四：重复步骤一、步骤二和步骤三，当信号离散正弦调频变换域的峰值小于原始信号离散正弦调频变换域的峰值的20％时，采用RD算法对剩余的刚体信号进行成像。CN111796280ACN111796280A权利要求书1/3页1.一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一：针对信号，利用三维搜索或改进的蜂群算法计算信号的离散正弦调频变换域，并寻找域中的峰值；步骤二：获取该峰值对应的微多普勒信号的参数，并利用该参数重构估计的微多普勒信号；步骤三：用信号减去重构估计的微多普勒信号；步骤四：重复步骤一、步骤二和步骤三，当信号离散正弦调频变换域的峰值小于原始信号离散正弦调频变换域的峰值的20％时，采用RD算法对剩余的刚体信号进行成像。2.根据权利要求1所述的一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法，其特征在于所述离散正弦调频变换域表示为：其中，x(n)为离散信号，fs为离散信号的采样频率，N为离散信号的采样数，0≤n≤N-1，0≤f≤N-1，0≤m≤N-1，为x(n)在离散正弦调频变换域的值，j为虚数单位；当x(n)为刚体信号与多分量微多普勒信号的和时，表示为：其中，xrigid(n)为刚体信号，a0、f分别为刚体信号的幅度和频率，xq(n)为微多普勒信号，q＝1,2,…,Q，Q为微多普勒信号个数，aq、fq、mq、分别为第q个微多普勒信号的幅度、调制频率、调制频偏、调制初相。3.根据权利要求2所述的一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法，其特征在于所述三维搜索的具体步骤为：设定三维坐标f、m、的搜索范围及搜索步长，逐个遍历三维矩阵中每个元素位置，将其代入式(1)计算其离散正弦调频变换值并寻找的峰值得到该峰值的三维坐标，坐标分别对应第q强的微多普勒信号分量的调制频率、调制频偏、调制相位的估计值幅度估计值为q＝1时离散调频变换域的峰值为原始信号离散正弦调频变换域的峰值。4.根据权利要求3所述的一种ISAR微动特征提取-微动目标成像一体化方法，其特征在于所述改进的蜂群算法具体步骤为：第一步：初始化参数，令q＝1，当前迭代次数qq＝1，设置初始种群有PS个蜜源i，求解问题的维数D＝3，蜜源i的位置为Xi＝[xi1,xi2,xi3]，i＝1,2,…PS，Ld和Hd分别为第d维的搜索空间的下限和上限，d＝1,2,3，其中d＝1对应f的搜索空间、d＝2对应m的搜索空间、d＝3对应的搜索空间，蜜源i的初始位置按式(3)在搜索空间中随机产生：xid＝Ld+rand(0,1)(Hd-Ld)(3)2CN111796280A权利要求书2/3页第二步：引领蜂在蜜源i附近按式(4)进行位置更新，新蜜源位置为Vi＝[vi1,vi2,vi3]：其中，vid为位置更新后的新蜜源第d维的位置，Rid用于调节搜索步长，ψid为[-1,1]内的随机数，fi为第i个引领蜂对应的目标函数，即解的位置为Xi时的离散正弦调频变换域值，fk为第k个引领蜂对应的目标函数，xkd为第k个引领蜂第d维的位置，且k∈{1,2,…,PS}，且k≠i，a、b为参数，a用于控制步长取值范围，b用于控制Rid的形状，2≤a≤7，1≤b≤6；第三步：引领蜂按照贪婪选择机制选择蜜源i，即若Vi＝[vi1,vi2,vi3]的适应度优于Xi的适应度，即Vi位置的离散正弦调频变换域值大于Xi位置的离散正弦调频变换域值，用Vi代替Xi的位置，否则Xi位置保留；第四步：所有引领蜂完成位置更新后，按式(5)计算跟随蜂选择所跟随的蜜源i的概率并按照轮盘赌的方式选择蜜源i，即在[0,1]产生一个均匀分布的随机数r，若Pi＞r，跟随蜂按式(4)在