检索结果-内蒙古大学图书馆

信号处理 2024年第1期40卷 138-151页

作者：陈亮李涌睿丁杰徐明张至涵张傲谢宜壮北京理工大学雷达技术研究院北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工雷科电子信息技术有限公司北京100097

星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)在轨成像技术是灾害检测、军事侦察等高时效遥感应用场景的关键手段,以现场可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)+数字信号处理器(Digital Signal Processing/Processor,DSP)为处理核心是一种搭建星载SAR在轨成像系统的典型方案,在异构算力、能效比、灵活度等方面综合评价良好。但现有的FPGA+DSP系统在算法支持、大粒度处理、片上并行加速、复杂矩阵转置方面仍研究不足,成像性能仍然有较大提升空间。本文对支持大斜视、高分辨成像的非线性调频变标算法(Nonlinear Chirp Scaling Algorithm,NCS)算法进行分析,根据运算复杂度和类型将算法划分为主流程和辅助路程,以此为依据提出NCS算法在FPGA+DSP系统中的异构映射方案;针对多通道快速傅里叶变换(Fast Fourier Transform,FFT)处理后数据存储形式发生变换、难以流水处理的问题,提出基于时频抽取切换的多通道FFT协同处理方法,保证多通道FFT处理高效进行;针对不同粒度、不同并行度场景下转置需求复杂多变的问题,提出基于X-直接存储器访问(X-Direct Memory Access,XDMA)+片上分割转置的通用交叉转置方案。本文采用2片VX690T FPGA和2片FT6678 DSP为核心处理器研制了星载SAR成像板卡,实现了提出的系统设计方案。同时,本文搭建了基于模拟源+地检的验证环境,对条带/扫描/聚束/滑聚/TOPS模式的仿真点阵数据和条带/滑聚模式的实测数据进行处理。点阵数据的二维峰值旁瓣比约为-13.2 dB,二维积分旁瓣比约为-10.1 dB,成像质量良好;以条带模式为例,图像尺寸为32K×16K,基于NCS算法的平均成像时间为7.81 s,成像速度较现有方案大幅提升。

关键词：星载合成孔径雷达在轨成像快速傅里叶变换转置

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最优字典选择多频段雷达信号宽带融合

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电子与信息学报 2024年第5期46卷 2076-2086页

作者：陆睿民李卫东王锐张帆李沐阳胡程北京理工大学雷达技术研究院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院济南250300 北京理工大学嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081

多频段雷达带宽融合外推是一种提升雷达带宽、解决小目标高分辨成像的有效手段。然而,现有多频段融合算法仍面临运算慢、精度低等问题。为此,该文提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段融合外推雷达超分辨距离成像方法。首先,对多... 详细信息

多频段雷达带宽融合外推是一种提升雷达带宽、解决小目标高分辨成像的有效手段。然而,现有多频段融合算法仍面临运算慢、精度低等问题。为此,该文提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段融合外推雷达超分辨距离成像方法。首先,对多频段信号进行参数化建模,提出基于蛇优化的信号相参配准方法,实现多频段信号高精度相位对齐;然后,利用几何绕射模型,提出基于最优字典选择正交匹配追踪的多频段信号模型估计方法,实现多频段信号融合外推,估计未知频段频谱,获取大带宽信号;最后,通过仿真和实测数据,验证了该方法的可行性。该方法在保障高精度的前提下,通过简化模型粗估计与完整模型精估计结合,有效降低了运算量,实现了快速精确多频段融合外推处理。

关键词：多频段融合外推相参配准最优字典选择蛇优化算法正交匹配追踪

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基于模态分解的地基雷达慢速弱目标检测方法

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系统工程与电子技术 2025年第1期47卷 70-80页

作者：任晓昱林瑞奇邓云开田卫明胡程北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究院北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学前沿科技研究院山东济南250300

在复杂地物场景中使用地基雷达探测地面动目标时,慢速弱目标与地杂波的频谱通常难以区分,传统的目标检测手段性能受限。针对此问题,提出一种基于模态分解的地基雷达慢速弱目标检测方法。首先设置较低的门限进行单元平均-恒虚警率(cell a... 详细信息

在复杂地物场景中使用地基雷达探测地面动目标时,慢速弱目标与地杂波的频谱通常难以区分,传统的目标检测手段性能受限。针对此问题,提出一种基于模态分解的地基雷达慢速弱目标检测方法。首先设置较低的门限进行单元平均-恒虚警率(cell average-constant false alarm rate,CA-CFAR)检测,初步筛选目标;接着对慢时间信号进行复经验模态分解(complex empirical mode decomposition,CEMD),分离地杂波和动目标;最后利用地杂波和动目标多普勒频谱的对称性差异检测目标。将该检测方法分别与CA-CFAR和正交投影-奇异值分解-恒虚警率(orthogonal projection-singular value decomposition-constant false alarm rate,OP-SVD-CFAR)检测的性能进行比较,并通过仿真数据和两组不同目标的实测数据进行验证。结果表明,所提方法能够提升目标的信杂噪比;在检测概率相同的条件下,其虚警率比CA-CFAR显著降低;在检测概率相同且较高的情况下,所提方法比OP-SVD-CFAR的虚警率也更低,证明了所提方法的有效性。

关键词：地基雷达慢速弱目标检测模态分解过门限处理

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基于地形辅助的无人机载InSAR图像分区配准方法

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雷达学报（中英文） 2024年第1期13卷 116-133页

作者：谢鑫邓云开杨志军田卫明北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学前沿技术研究院济南250300

小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、... 详细信息

小型化、轻量化的无人机(UAV)为合成孔径雷达(SAR)提供了更加灵活、机动的观测平台,无人机载干涉SAR(InSAR)逐步应用于干涉测量领域。无人机小而轻,易受气流扰动的影响,采用多航过模式进行干涉测量时,飞行航迹非线性且不平行。非线性、不平行的飞行轨迹导致两幅图像之间存在几何畸变。在复杂地形条件下,无人机载InSAR的干涉图像对之间的偏移量大且具有明显的空变特性,给图像配准带来了很大的技术挑战,常规的基于多项式拟合的配准方法不再适用。该文提出了一种利用地形辅助分区的图像配准方法。首先基于航迹信息生成高程门限,利用外部地形对测量区域进行图像分区处理,然后对区域内的偏移量构建多项式变换模型,对各区域边界处的偏移量施加约束,并进行联合求解,最后获得连续的全局偏移量拟合面,通过对辅图像进行重采样实现精配准。基于P波段无人机载InSAR获取的实测数据,初步验证了该方法的有效性。

关键词：无人机载干涉合成孔径雷达图像配准复杂地形多项式模型图像分区

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面向嵌入式平台的车道线检测方法

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红外与激光工程 2022年第7期51卷 473-480页

作者：杜中强唐林波韩煜祺北京理工大学信息与电子学院北京理工大学嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 清华大学计算机科学与技术系北京100084

车道线检测在自动驾驶和高级辅助驾驶中起着举足轻重的作用,然而,传统的车道线检测技术鲁棒性较差,而大多数基于深度学习的方法复杂度又较高,难以在嵌入式平台实时应用。提出一种面向嵌入式平台的轻量级车道线检测网络,将车道线检测转... 详细信息

车道线检测在自动驾驶和高级辅助驾驶中起着举足轻重的作用,然而,传统的车道线检测技术鲁棒性较差,而大多数基于深度学习的方法复杂度又较高,难以在嵌入式平台实时应用。提出一种面向嵌入式平台的轻量级车道线检测网络,将车道线检测转化为语义分割问题,该网络借鉴U-Net与Segnet网络结构,使用了小尺度卷积等轻量化组件设计计算高效的语义分割网络。在检测车道线的基础上,计算车辆距离两侧车道线的距离,以及车道线的曲率,同时当车辆偏离车道线或检测出现异常时进行预警,最后将整个系统移植到海思平台。实验结果表明:该系统具有较高的检测精度以及检测速度,准确率达到97.5%,速度达到50 FPS,满足实时性要求,因此该系统能够用于面向嵌入式平台的实时车道线的检测、测距、曲率计算以及预警。

关键词：车道线检测嵌入式平台深度学习语义分割自动驾驶

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基于语义引导层次化分类的雷达地面目标HRRP识别方法

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信号处理 2024年第1期40卷 126-137页

作者：李阳刘艺辰张亮王彦华北京理工大学雷达技术研究院北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 CEMEE国家重点实验室电磁感知研究中心北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135 北京理工大学前沿技术研究院山东济南250300

高分辨距离像(HRRP)反映了目标空间散射结构在雷达视线方向的投影,近年来被认为是地面目标识别的重要途径。现有的HRRP识别方法采用手工特征加传统机器学习分类器,均属于平面分类方法,即采用统一标准不加区别的优选特征并单次决策最终... 详细信息

高分辨距离像(HRRP)反映了目标空间散射结构在雷达视线方向的投影,近年来被认为是地面目标识别的重要途径。现有的HRRP识别方法采用手工特征加传统机器学习分类器,均属于平面分类方法,即采用统一标准不加区别的优选特征并单次决策最终类别。然而该方法在实际应用中面临种类繁杂、数据不平衡、HRRP姿态敏感性等诸多问题,难以获取最佳的应用效果。层次化方法采取分而治之思想,将一个复杂的细粒度识别任务拆解为多个简单的识别子任务。本文采用层次化识别的思路,提出了一种基于语义引导层次化分类的雷达地面目标识别方法。该方法以联合语义和数据构建的树形结构将一个复杂的细粒度识别任务拆解为多个简单的识别子任务,并针对每一个识别子任务匹配一套优选特征集和一个局部分类器。本方法在仿真数据和实测数据上完成了验证。实验结果表明了本文方法处理地面目标识别任务的有效性。

关键词：雷达目标识别高分辨距离像层次化分类

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合成孔径雷达高分辨率成像虚拟仿真实验平台设计

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实验技术与管理 2024年第1期41卷 136-142页

作者：丁泽刚李凌豪李埔丞吕林翰史一鹏北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401135

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统组成复杂,搭载于飞机、卫星等运动平台上才可实现数据获取,难以开展基于SAR雷达实物的实验教学。为解决此问题,设计并搭建了SAR高分辨率成像虚拟仿真实验平台。该虚拟仿真实验平台将系... 详细信息

合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)系统组成复杂,搭载于飞机、卫星等运动平台上才可实现数据获取,难以开展基于SAR雷达实物的实验教学。为解决此问题,设计并搭建了SAR高分辨率成像虚拟仿真实验平台。该虚拟仿真实验平台将系统设计技术、实验设计技术、数据采集过程、信号处理技术、图像评估技术等SAR实验的完整流程进行了高展示度、高保真度、高交互性的计算机模拟。一方面,该虚拟仿真实验可以帮助学生理解SAR设计、工作和应用的流程,巩固相关课程基础知识,激发学习雷达信号处理知识的兴趣;另一方面,可以考查学生对相关知识的综合应用能力,增强学生解决实际问题的技能。该仿真平台已成功应用于虚拟仿真教学课程实践,教学效果良好,对培养新工科技术型人才具有重要意义。

关键词：合成孔径雷达虚拟仿真实验平台信号处理

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基于残差网络高分辨距离像的无人机识别

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现代雷达 2024年第7期46卷 30-36页

作者：李佳霖李卫东王廉钧王锐胡程北京理工大学信息与电子学院北京100081 北京理工大学前沿技术研究院山东济南250300 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室(北京理工大学) 北京100081

基于微波暗室测量的无人机宽带雷达回波数据,开展基于高分辨一维距离像的微小无人机型号识别方法探索研究,提出残差注意力金字塔池化网络(RAPPNet)模型,验证了利用高分辨一维距离像进行无人机识别的可行性。针对不同带宽的回波数据对比... 详细信息

基于微波暗室测量的无人机宽带雷达回波数据,开展基于高分辨一维距离像的微小无人机型号识别方法探索研究,提出残差注意力金字塔池化网络(RAPPNet)模型,验证了利用高分辨一维距离像进行无人机识别的可行性。针对不同带宽的回波数据对比实验表明:更大的带宽可有效提高基于一维距离像的无人机识别正确率;在6 GHz带宽下,所提方法对无人机的识别准确率可达90.63%。

关键词：无人机识别一维距离像卷积神经网络宽带雷达

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GB-InSAR三维空时相位解缠方法

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北京理工大学学报 2023年第11期43卷 1146-1153页

作者：田卫明侯思灿邓云开周涵璞王健王长军北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 北京中建建筑科学研究院有限公司北京100076 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120 北京理工大学前沿技术研究院山东济南250300

地基干涉合成孔径雷达是边坡高精度形变测量的重要手段,而相位解缠的准确性直接影响到形变测量的可靠性.为解决随机跳变噪声造成的累积相位阶跃型误差,提出了三维空时相位解缠方法.结合差分干涉相位模型,基于空间维最小费用流解缠结果... 详细信息

地基干涉合成孔径雷达是边坡高精度形变测量的重要手段,而相位解缠的准确性直接影响到形变测量的可靠性.为解决随机跳变噪声造成的累积相位阶跃型误差,提出了三维空时相位解缠方法.结合差分干涉相位模型,基于空间维最小费用流解缠结果识别相位跳变点,构建修正网络,根据跳变点和局域内非跳变点之间的空间约束关系建立空域约束方程,根据相邻干涉图的时序约束关系建立时域约束方程,联立实现二维解缠结果的修正.仿真和实测数据的处理结果表明,该方法可以有效地修正随机跳变噪声带来的解缠误差,进而修正区域型相位解缠误差,提高形变反演的可靠性.

关键词：地基干涉合成孔径雷达空时相位解缠最小费用流随机跳变噪声

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基于GAN的雷达HRRP数据增强方法

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信号处理 2022年第1期38卷 92-99页

作者：周强王彦华宋益恒李阳北京理工大学信息与电子学院雷达技术研究所北京100081 嵌入式实时信息处理技术北京市重点实验室北京100081 北京理工大学重庆创新中心重庆401120

在雷达自动目标识别(RATR)中,数据驱动方法是强有力的工具之一。然而数据驱动方法的性能十分依赖数据集的质量,数据增强方法通过扩充数据集,能够提升数据驱动模型在现有数据集上的识别率。本文提出了用于高分辨距离像(HRRP)数据生成的... 详细信息

在雷达自动目标识别(RATR)中,数据驱动方法是强有力的工具之一。然而数据驱动方法的性能十分依赖数据集的质量,数据增强方法通过扩充数据集,能够提升数据驱动模型在现有数据集上的识别率。本文提出了用于高分辨距离像(HRRP)数据生成的一维基础生成对抗网络(BGAN)结构和条件生成对抗网络(CGAN)结构,并利用生成的人工样本补充不完备数据集完成了数据增强。实验表明,本文所提出的两种网络均能有效提升目标识别的准确率,提升效果优于传统的平移和镜像增强方法。基于BGAN的HRRP数据增强方法提升效果最优,但其模型时间与空间复杂度较高;基于CGAN的数据增强方法能够在保证识别率提升的同时降低模型的时间与空间复杂度,具有较高的应用前景。

关键词：雷达目标识别高分辨距离像数据增强生成对抗网络

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