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建筑物透视探测关键技术分析-analysis on key technologies of building perspective detection
独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方 外,论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也不包含为 获得电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与 我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示谢意。作者签名:日期:年月日论文使用授权本学位论文作者完全了解电子科技大学有关保留、使用学位论文 的规定,有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘, 允许论文被查阅和借阅。本人授权电子科技大学可以将学位论文的全 部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描 等复制手段保存、汇编学位论文。(必威体育官网网址的学位论文在解密后应遵守此规定)作者签名:导师签名:日期:年月日摘要建筑物透视探测主要利用超宽带微波信号穿透墙体,获取建筑物墙体布局和 人体等内部目标的位置分布信息,对反恐、侦查与抓捕等具有重要应用价值;其 关键是实现建筑布局、建筑物内静止目标、静止及运动人体的探测。本文主要从 上述四个方面入手,围绕墙体穿透探测带来的电磁传播畸变补偿、封闭空间多径 抑制、高机动随机多变运动人体稳健跟踪、以及微弱生命特征稳健探测等技术难 题开展研究,主要工作与贡献如下:1、提出了基于多通道多视角两级图像融合的建筑布局成像算法,解决了复杂 未知墙体穿透相位畸变造成的墙体图像空洞与毛刺、杂波图像斑点等问题,实现 了建筑物墙体布局高质量成像,性能优于现有多视角单级图像融合成像方法。2、提出了基于预设多参数图像序列和等时延图像自聚焦的未知墙体补偿算 法,分别解决了均匀和非均匀未知墙体穿透造成的目标图像散焦和位置偏移问题, 实现建筑物内静止目标的高分辨、高精度成像。3、针对传统互相关后向投影(CBP)成像算法难以适用低信噪比问题,提出 了一种改进型 CBP 成像算法,提高了低信噪比下目标成像质量和图像分辨率;提 出了组合 CBP 成像算法,通过阵元组合与相干积累处理,提高了图像的信噪比。 4、提出了自适应指数加权多通道目标图像联乘融合算法,通过采用图像对比 度因子自适应调整指数加权值,解决了多通道中多目标图像强度不一致造成的融合丢失问题,增强了目标图像信杂噪比。5、针对静止人体与其他物体的差异性,提出了一种生命特征域与图像域联合 探测方法,实现了微弱人体目标的检测、定位以及与其他静止目标的区分,增强 了低信杂噪比下人体的探测能力。6、提出了一种运动人体级联跟踪算法,以一维距离延迟跟踪和二维位置跟踪 为核心,辅以墙体穿透定位误差反演补偿,解决了封闭建筑空间多个高机动人体 目标跟踪面临的多径干扰、随机丢失、定位不准等难题,实现了连续、稳定和准 确的运动人体跟踪。以上算法除改进型 CBP 和组合 CBP 成像算法外,均已通过穿墙雷达实验数据 进行了可行性验证,而改进型 CBP 和组合 CBP 算法经过了仿真数据的验证。关键词:建筑物透视,穿墙雷达,建筑布局,生命特征,成像与跟踪ABSTRACTBy the ultra-wide-band microwave signal, see-through-building detection (STBD) is utilized to obtain the wall layout of building and the position information of targets in building such as human, which plays an important role in the areas of anti-terrism, investigation and arrest. The critical point of STBD is to implement the detection for the building layout, stationary target in building, stationary and moving human. Beginning from these four points, the thesis has researched on the techonology problems caused by the wall penetration including the compensation of the electromagnetic propagation distortion, the suppression of the multipath clutter in the enclosed space, the robust tracking of the high mobile and random
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