一种雷达成像方法、装置、系统和计算机设备与流程

本申请涉及雷达成像，特别是涉及一种雷达成像方法、装置、系统和计算机设备。

背景技术：

1、多输入多输出技术原本是控制系统中的一个概念，在20世纪70年代有研究人员将mimo概念引入通信系统，用以改善用户的体验质量，在21世纪初才正式引入雷达领域。从某种角度来说，mimo雷达系统可以认为是数据波束合成与合成孔径的结合体。顾名思义，mimo雷达是指雷达在发射端和接收端都使用多阵元的天线阵，无论是通过在发射端的各个阵元之间选择正交的波形或是通过发射天线分时发射雷达信号，mimo雷达系统都可以获得远超实际的天线数目的观测信道，这使得mimo雷达在优先的天线下获得高分辨率的目标图像。

2、现有技术中，基于mimo雷达的三维成像多需耗费大量的硬件资源，如现有专利cn202011204661.8，使用后向投影算法，每个收发天线对都需要投影至所设成像场景的每个网格中，从而导致了该算法复杂度大，难以满足成像的实时性。现有论文《electronicmicrowave imaging with planar multistatic arrays》，在成像算法中需要对回波数据进行4dfft，不仅时间复杂度高，并且fft过程中消耗的存储量巨大，需要消耗大量的硬件资源，因此实际使用时对硬件的内存要求极高。

3、目前，针对现有技术中雷达成像时消耗硬件资源过多的问题，尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种雷达成像方法、装置、系统和计算机设备。

2、第一方面，本申请提供了一种雷达成像方法。该方法包括：

3、获取初始回波数据；

4、基于天线的预设的稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；

5、将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果。

6、在其中一个实施例中，将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果，包括：

7、将所有局部成像结果进行升采样处理，得到与局部成像结果相对应的目标局部成像结果，并对目标局部成像结果基于成像网格进行三维插值处理，得到最终成像结果。

8、在其中一个实施例中，将所有局部成像结果进行升采样处理，得到与局部成像结果相对应的目标局部成像结果，包括：

9、确定预设的二维间隔参数；

10、基于二维间隔参数对局部成像结果进行补零，并对补零后的结果进行二维低通滤波，得到目标局部成像结果。

11、在其中一个实施例中，基于天线稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，包括：

12、基于天线的稀疏阵列排布形式确定每一发射天线的发射天线索引以及每一接收天线的接收天线索引；

13、基于发射天线索引以及接收天线索引对初始回波数据按照天线稀疏阵列排布形式进行划分，得到子回波数组，其中，每一子回波数组均包括一组发射天线数据和一组接收天线数据。

14、在其中一个实施例中，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果，包括：

15、对子回波数组进行频域变换处理，得到子回波数组的频域结果；

16、基于子回波数据的频域结果，对频域结果中的目标维度进行相位补偿处理，得到补偿后的子回波数组的目标频域结果；

17、对目标频域结果进行非均匀傅里叶变换处理，并对非均匀傅里叶变换结果进行成像处理，得到局部成像结果。

18、在其中一个实施例中，对目标频域结果进行非均匀傅里叶变换处理，并对非均匀傅里叶变换结果进行成像处理，得到局部成像结果，包括：

19、通过预设的坐标映射关系，对非均匀傅里叶变换结果进行维度压缩处理，得到三维频域结果，对三维频域结果进行傅里叶变换，得到局部成像结果。

20、第二方面，本申请还提供了一种雷达成像装置。该装置包括：

21、获取模块，用于获取预设的天线稀疏阵列排布形式以及初始回波数据；

22、计算模块，用于基于天线稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；

23、成像模块，用于将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果。

24、第三方面，本申请还提供了一种安检系统，该系统包括：检测室、扫描装置以及成像装置；

25、检测室，用于容纳待检测对象；

26、扫描装置，用于响应于向待检测对象发射的毫米波信号，接收从待检测对象反射的初始回波数据；

27、成像装置，用于基于初始回波数据执行如上文中所述的雷达成像方法。

28、第四方面，本申请还提供了一种计算机设备。所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

29、获取初始回波数据；

30、基于天线的预设的稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；

31、将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果。

32、第五方面，本申请还提供了一种计算机可读存储介质。所述计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

33、获取初始回波数据；

34、基于天线的预设的稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；

35、将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果。

36、上述一种雷达成像方法、装置、系统和计算机设备，基于稀疏阵列的排布形式对获取到的初始回波数据进行划分，并分别对划分得到的子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；最后再根据局部成像结果进行插值处理，得到最终成像结果。通过本申请将初始回波数据进行拆分，将需要大内存的雷达成像计算分解为了多个小内存的计算，最后再将各个局部成像结果进行融合，从而实现了在不影响成像效果的情况下，有效降低了雷达成像计算所需的内存，降低了运算时间。

技术特征：

1.一种雷达成像方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所有所述局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述将所有所述局部成像结果进行升采样处理，得到与所述局部成像结果相对应的目标局部成像结果，包括：

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于天线的预设的稀疏阵列排布形式对所述初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，包括：

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所有所述子回波数组分别进行成像处理，得到与所述子回波数组一一对应的局部成像结果，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对所述目标频域结果进行非均匀傅里叶变换处理，并对非均匀傅里叶变换结果进行成像处理，得到所述局部成像结果，包括：

7.一种雷达成像装置，其特征在于，所述装置包括：

8.一种安检系统，其特征在于，所述系统包括检测室、扫描装置以及成像装置；

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至权利要求6中任一项所述的方法的步骤。

技术总结本申请涉及一种雷达成像方法、装置、系统和计算机设备。该方法包括：获取初始回波数据；基于天线的预设的稀疏阵列排布形式对初始回波数据进行划分，得到至少两组子回波数组，对所有子回波数组分别进行成像处理，得到与子回波数组一一对应的局部成像结果；将所有局部成像结果进行融合处理，得到最终成像结果。采用本方法能够解决雷达成像时消耗硬件资源过多的问题，并提高雷达成像效率。技术研发人员：黄佳敏,赵加友,彭加明,刘奇,陈停余受保护的技术使用者：浙江华视智检科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/25