基于多层背景与目标的时域回波模型的目标识别方法.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CN114076923A(43)申请公布日2022.02.22(21)申请号202010845654.X(22)申请日2020.08.20(71)申请人西安电子科技大学地址710000陕西省西安市雁塔区太白南路2号(72)发明人王蕊郭广滨郭立新张可佳廖雷(74)专利代理机构西安嘉思特知识产权代理事务所(普通合伙)61230代理人刘长春(51)Int.Cl.G01S7/41(2006.01)G01S13/02(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书3页说明书15页附图3页(54)发明名称基于多层背景与目标的时域回波模型的目标识别方法(57)摘要本发明公开了一种基于多层背景与目标的时域回波模型的目标识别方法，包括：将回波数据输入至目标识别分类模型，得到目标识别结果；该模型基于散射曲线库训练得到，该模型库基于对多层背景与各种类型的目标进行时域回波建模得到，建模时的3种散射情况包括：入射波仅在目标表面发生反射；入射波部分在第一个分层介质的表面发生反射，部分透射进第一个分层介质；入射波部分在第一个分层介质的表面发生反射、部分透射进第一个分层介质、部分在第二个分层介质的表面发生反射，并从第一个分层介质透射到目标场。本发明可快速、逼真地模拟目标与多层背景的时域复合散射回波，并基于模拟的散射曲线库实现多层背景下的目标识别的工程应用。CN114076923ACN114076923A权利要求书1/3页1.一种基于多层背景与目标的时域回波模型的目标识别方法，其特征在于，包括：接收回波数据；将所述回波数据输入至预先训练完成的目标识别分类模型，得到目标识别结果；其中，所述目标识别分类模型是基于一散射曲线库所训练得到的，所述散射曲线库是基于对多层背景与各种类型的目标进行时域回波建模所得到的，针对多层背景与每种类型的目标的建模过程包括：构建第一散射情况的电流密度模型，构建第二散射情况的电流密度模型和磁流密度模型，以及构建第三散射情况的电流密度模型和磁流密度模型；基于所述第一散射情况的电流密度模型、所述第二散射情况的电流密度模型和磁流密度模型，以及所述第三散射情况的电流密度模型和磁流密度模型，构建多层背景与该目标的时域回波的复合散射场模型；其中，所述第一散射情况为：雷达发来的入射电磁波照射到该目标的表面，从该目标的表面反射到目标场中；所述目标场为待建模的复合散射场；所述第二散射情况为：雷达发来的入射电磁波照射到该目标所在的多层背景，一部分从第一个分层介质的表面反射到目标场中，另一部分透射进入所述第一个分层介质后消散；所述第三散射情况为：入射电磁波照射到所述多层背景，一部分从所述第一个分层介质的表面反射到目标场中、一部分透射进入所述第一个分层介质后消散、还有一部分在透射进入所述第一个分层介质之后，又在第二个分层介质的表面发生反射，并从所述第一个分层介质透射到目标场中。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一散射情况的电流密度模型的表达式为：所述第二散射情况的电流密度模型的表达式为：所述第二散射情况的磁流密度模型的表达式为：所述第三散射情况的电流密度模型的表达式为：所述第三散射情况的电流密度模型的表达式为：其中，J(r′,t)代表目标场的坐标r′在t时刻的电流密度，M(r′,t)代表目标场的坐标r′在t时刻的磁流密度；和分别代表以所述第一散射情况、所述第二散射情况以及所述第三散射情况到达目标表面每一网格M的入射电磁波的电流密度幅值；和2CN114076923A权利要求书2/3页分别代表以所述第二散射情况和所述第三散射情况到达每一网格M的入射电磁波的磁流密度幅值；δ(·)代表脉冲函数；p(t-τM)代表t-τM时刻的时域电场强度；代表每一网格M的单位入射波矢量；η代表自由空间的波阻抗；τM代表到达每一网格M的入射电磁波在传输过程中所产生的时延量；其中，和分别表示第m个和第m+1个网格的单位入射波矢量，是第m个网格的中心坐标；和分别代表第m个和第m+1个网格的入射波电磁波的传播速度，该传播速度取决于网格所处的空间；c0表示自由空间中的光速，c1表示电磁波在所述第一个分层介质中的传播速度。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述复合散射场模型的表达式为：其中，Es(r,t)代表目标场在面元S内的坐标r在t时刻的电场；Hs(r,t)代表目标场在面元S内的坐标r在t时刻的磁场；代表面元S的单位入射波矢量；a＝1,2,3分别代表所述第一散射情况、第二散射情况以及所述第三散射情况；其中，δ′(·)为δ(·)的一阶导数；S′代表对面元S进行一阶求导；在所述第一散射情况和所述第二散射情况中均等于c0，在所述第三散射情况中等于c1。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在