基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化建模方法研究

《基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化建模方法研究》是依託武漢大學，由何思遠擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化建模方法研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：何思遠
• 依託單位：武漢大學

項目摘要

鑒於裝備類目標SAR 圖像解譯的迫切需求，本申請項目擬在前期研究基礎上，開展基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化建模方法研究。通過複雜目標實體部件分解及強散射來源判定，結合已有屬性散射中心模型形式，研究主要依據電磁散射機理的參數化模型形式，包括劈形邊緣繞射，爬行波曲面繞射等；採用理論推算與數據擬合相結合的方法獲取散射中心的參數值；使所建模型能有效重構複雜目標散射場；利用暗室測量數據（或可信的仿真數據）來檢驗本研究的有效性。研究基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化正向建模方法，有助於深入理解複雜目標的電磁散射機理、SAR 特性的形成過程，有助於增厚散射中心參數化模型的理論基礎；還可為雷達目標特徵資料庫直接提供特徵參數數據，為基於參數化模型的自動目標識別技術研究提供技術支持。

結題摘要

本項目針對雷達目標快速識別和SAR圖像解譯的迫切需求，力求解決目標識別中複雜目標散射中心模型快速有效構建的問題，開展了基於幾何模型的複雜目標散射中心參數化正向建模方法研究。項目主要研究內容包括：複雜目標部件分解及強散射來源判定；散射中心參數化模型形式研究；散射中心參數推算/擬合獲取及分析；參數化模型檢驗與驗證；項目突破了目標強散射源分解及其定量表征技術、散射中心模型屬性參數正向自動化推算技術，從幾何模型出發，正向構建了飛機、艦船和車輛等複雜目標三維全姿態散射中心參數化模型，研製了複雜目標散射中心參數化模型正向自動化建模軟體。本項目正向建模的過程和結果都具有清晰的物理含義，模型有效反映了目標的顯著幾何結構特徵，散射中心與目標局部結構有良好的物理對應關係。結合散射中心正向建模精度高、參數物理意義明確的優勢，本項目將正向建模方法與SAR目標識別緊密結合，進一步提出並構想了基於散射中心正向建模的分層SAR識別系統。本項目研製的複雜目標散射中心參數化模型正向自動化建模軟體及其核心算法國內獨有、擁有完全智慧財產權，該軟體具備為目標識別套用快速有效構建目標散射中心模型的能力，可以為目標識別提供具有堅實物理基礎的散射中心參數化模型。本項目在暗室測量條件下，驗證了正向建模方法和模型的有效性，由目標散射中心參數化模型重構的圖像與微波暗室測量結果比對，圖像相似度達到80%以上。本項目研製的模型已在合作單位的目標識別研究中獲得套用，套用結果表明：基於正向建模模型的目標識別方法提升了在擴展操作條件下的目標識別性能，達到了支撐相關目標識別技術研究的實效，形成了複雜目標散射中心參數化模型快速有效正向建模的能力。結合本項目正向建模方法還有望凝練出一套診斷穿透性強、分析依據明晰的新的散射中心分析與診斷技術，預期該技術將在非合作目標電磁散射中心的分析與診斷過程中發揮重要作用。