CN110161496B - 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统 - Google Patents

基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统 Download PDF

Info

Publication number
CN110161496B
CN110161496B CN201910447070.4A CN201910447070A CN110161496B CN 110161496 B CN110161496 B CN 110161496B CN 201910447070 A CN201910447070 A CN 201910447070A CN 110161496 B CN110161496 B CN 110161496B
Authority
CN
China
Prior art keywords
target surface
target
normal vector
average value
angle
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201910447070.4A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110161496A (zh
Inventor
胡飞
胡演
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Huazhong University of Science and Technology
Original Assignee
Huazhong University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Huazhong University of Science and Technology filed Critical Huazhong University of Science and Technology
Priority to CN201910447070.4A priority Critical patent/CN110161496B/zh
Publication of CN110161496A publication Critical patent/CN110161496A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110161496B publication Critical patent/CN110161496B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/89—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for mapping or imaging
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S7/00—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00
    • G01S7/02—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00
    • G01S7/41—Details of systems according to groups G01S13/00, G01S15/00, G01S17/00 of systems according to group G01S13/00 using analysis of echo signal for target characterisation; Target signature; Target cross-section
    • G01S7/418—Theoretical aspects

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Radiation Pyrometers (AREA)

Abstract

本发明公开了一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统，方法包括在不同观测点以三种不同的天线极化旋转角度对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，得到目标的亮温图像，计算目标表面的平均亮温值，将三种不同天线极化旋转角度及其相应的平均亮温值代入曲线方程中，求解出每个表面相位角，最后根据表面相位角结合观测方位角和观测天顶角获得目标表面的法向量。本方法计算法向量仅需获取两个方向上的相位角，而大气传输和大气辐射以及定标等操作均不会改变余弦方程的相位角，因此也不会影响法向量的获取，故而本方法在室内、室外，远距离、近距离等应用场景下均可适用，对目标的检测和识别能力很强。

Description

基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统
技术领域
本发明属于无源微波遥感与探测技术领域，更具体地，涉及一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统。
背景技术
一切物理温度高于0K的物体都会以电磁波的形式自发地向空间辐射电磁能量，这一现象叫做热辐射。毫米波辐射计通过接收毫米波频段的热辐射信号来实现对目标的遥感与探测，这种技术通常被称为无源毫米波辐射测量技术。毫米波辐射测量具有全天时、准全天候工作，隐蔽性和一定程度上穿透大气、衣物、烟雾等的优点，因此已应用到诸如遥感、安检、目标探测、天文学等领域。
极化是电磁辐射的一类特征。由于电磁辐射的极化与目标的材质组成、形状和表面特征等因素有关，因此毫米波辐射极化成像中包含了丰富的目标信息。表面法向量是目标的重要特征，对于目标识别和三维结构重建具有重要意义。由于影响物质毫米波辐射信号的因素繁杂，从单一的毫米波辐射图像中难以进一步获取这类信息。因此，往往可以利用不同极化、不同观测方向的毫米波辐射图像反演目标信息。
目标表面法向量是目标的固有几何特征，在基于被动毫米波成像的人体安检和军事目标探测等领域中，可为目标识别提供信息。此外，可以将目标表面看作很多微小面元的组合，若对每一个面元获取其法向量，则可以进而完成对目标的三维重建。当前存在由毫米波辐射成像中获取目标表面方位信息的方法，但对于目标表面法向量这一重要的目标结构信息的获取还有待研究。
发明内容
针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统，利用毫米波辐射成像中的表面相位角，通过极化毫米波辐射成像提取立体目标表面法向量这一重要的目标结构信息，解决当前技术中只能获取目标材质信息的不足，提高利用毫米波辐射测量技术对被观测场景中的立体目标进行检测和识别的能力。
为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法，包括以下步骤：
S1：以能观测到目标表面S，观测角度为第一观测方位角
Figure BDA0002073983560000021
和第一观测天顶角θ1的方向为第一观测点，在第一观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，获得目标表面S的第一亮温图像F1、第二亮温图像F2和第三亮温图像F3，其中天线以不同的旋转角度接收目标表面的极化毫米波辐射；
S2：根据三种不同的天线极化旋转角度以及对应的亮温图像中目标表面S上所有点的第一亮温平均值TB1、第二亮温平均值TB2和第三亮温平均值TB3获得目标表面S的第一表面相位角α1；
S3：以能观测到目标表面S，观测角度为第二观测方位角
Figure BDA0002073983560000022
和第二观测天顶角θ2的方向为第二观测点，在第二观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，获得目标表面S的第四亮温图像F4、第五亮温图像F5和第六亮温图像F6；
S4：根据三种不同的天线极化旋转角度以及对应的亮温图像中目标表面S上所有点的第四亮温平均值TB4、第五亮温平均值TB5和第六亮温平均值TB6获得目标表面S的第二表面相位角α2；
S5：根据第一表面相位角α1和第二表面相位角α2以及两个观测点的第一观测方位角
Figure BDA0002073983560000023
和第二观测方位角
Figure BDA0002073983560000024
第一观测天顶角θ1和第二观测天顶角θ2获得目标表面S的法向量。
进一步地，上述各参量均定义于同一三维笛卡尔坐标系中，该坐标系的xoy平面为水平面。
更进一步地，观测方位角
Figure BDA0002073983560000031
定义为观测方向在xoy平面的投影与x轴的夹角，
Figure BDA0002073983560000032
观测天顶角θ定义为观测方向与z轴的夹角，0°≤θ<180°；天线极化旋转角度β定义为天线口面的磁场H方向所在的直线由辐射计垂直极化方向逆时针旋转至实际观测极化所旋转的角度，0°≤β<180°，辐射计垂直极化方向为
Figure BDA0002073983560000033
优选地，由于测量误差的存在，在每个观测点测量的三个亮温平均值间的数值差异越大，越能够提升本方法的鲁棒性。因此，三种不同的天线极化旋转角度选取0°、45°和90°以使本方法获得较优的精度。
更进一步地，若第一亮温平均值TB1、第二亮温平均值TB2和第三亮温平均值TB3均相等，则认为目标表面S的法向量为
Figure BDA0002073983560000034
更进一步地，根据余弦曲线方程TBm＝Qcos[2(βm-α1)]+I获得目标表面S的第一表面相位角α1，0°<α1≤180°；其中，TBm为第m亮温平均值，m＝1，2，3；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βm为三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
更进一步地，若第四亮温平均值TB4、第五亮温平均值TB5和第六亮温平均值TB6均相等，则认为目标表面S的法向量为
Figure BDA0002073983560000035
更进一步地，根据余弦曲线方程TBn＝Qcos[2(βn-α2)]+I获得目标表面S的第二表面相位角α2，0°<α2≤180°；其中，TBn为第n亮温平均值，n＝4，5，6；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βn为所述三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
更进一步地，目标表面S的法向量n由以下公式计算得到：
Figure BDA0002073983560000041
Figure BDA0002073983560000042
Figure BDA0002073983560000043
其中：j＝1，2分别代表第一观测点和第二观测点。
按照本发明的另一方面，提供了一种基于上述方法的目标表面法向量获取系统，包括：
亮温成像模块，用于在不同观测点处以不同天线极化旋转角度获取待测目标的亮温图像；
表面相位角获取模块，用于利用亮温成像模块的亮温平均值获取目标表面的相位角；
法向量获取模块，用于利用表面相位角获取模块的相位角获得目标表面的法向量。
优选地，若处于同一观测点的亮温成像模块的亮温平均值相等，则直接通过所述表面相位角获取模块获得的相位角即可得到目标表面的法向量。亮温成像模块的亮温平均值相等说明此时目标表面的法向量指向极化毫米波辐射的观测点方向。
本发明提供的获取目标表面法向量的方法通过在无极化辐射环境中分别以三种不同的天线极化旋转角度对包含目标的场景进行成像，得到目标的亮温图像；再计算每个表面的平均亮温值，将每个表面的三种不同天线极化旋转角度及其相应的平均亮温值代入余弦曲线方程中，求解出每个表面的相位角；最后计算得到每个表面的法向量。
通过本发明所构思的以上技术方案，与现有技术相比，能够取得以下有益效果：
1、本发明提供的基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取的方法，通过利用接收多个角度的待测目标的极化辐射，获取基于目标表面相位角的辐射方程，提取立体目标表面法向量，实现被观测场景中的立体目标进行检测和识别，相比现有技术对目标材质信息的获取的局限，目标检测和识别的能力得到提高；
2、本发明提供的基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取的方法，对于目标表面的光滑程度没有限定，覆盖了所有目标表面，在法向量的计算上仅需获取两个方向上的相位角，而大气传输和大气辐射以及定标等操作均不会改变辐射方程的相位角，因此也不会影响法向量的获取，故而本方法在室内、室外，远距离、近距离等应用场景下均可适用。
附图说明
图1是本发明提供的目标表面法向量获取方法的观测方位角和观测天顶角的示意图；
图2是本发明实施例提供的目标表面法向量获取方法的实际应用场景示意图；
图3是本发明提供的目标表面法向量获取系统的结构示意图；
图4本发明实施例提供的目标表面法向量获取方法的在不同天线极化旋转角度下的成像结果示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供了一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法，包括以下步骤：
S1：在第一观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，观测方位角为
Figure BDA0002073983560000051
观测天顶角为θ1，获得目标表面S的第一亮温图像F1、第二亮温图像F2和第三亮温图像F3；
其中各参量均定义于同一三维笛卡尔坐标系中，该坐标系的xoy平面为水平面。如图1所示，观测方位角
Figure BDA0002073983560000061
定义为观测方向在xoy平面的投影与x轴的夹角，
Figure BDA0002073983560000062
观测天顶角θ定义为观测方向与z轴的夹角，0°≤θ<180°；天线极化旋转角度β定义为天线口面的磁场H方向所在的直线由辐射计垂直极化方向逆时针旋转至实际观测极化所旋转的角度，0°≤β<180°，辐射计垂直极化方向为：
Figure BDA0002073983560000063
S2：获得第一亮温图像F1中的目标表面S上所有点的第一亮温平均值TB1；获得第二亮温图像F2中目标表面S上所有点的第二亮温平均值TB2；获得第三亮温图像F3中目标表面S上所有点的第三亮温平均值TB3；根据三种不同的天线极化旋转角度以及第一亮温平均值TB1、第二亮温平均值TB2和第三亮温平均值TB3获得目标表面S的第一表面相位角α1；
其中，可以根据余弦曲线方程TBm＝Qcos[2(βm-α1)]+I获得目标表面S的目标表面的第一表面相位角α1，0°<α1≤180°；其中，TBm为第m亮温平均值，m＝1，2，3；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βm为三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
若第一亮温平均值TB1、第二亮温平均值TB2和第三亮温平均值TB3均相等，则认为目标表面S的法向量为
Figure BDA0002073983560000064
S3：在第二观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的立体目标进行成像，观测方位角为
Figure BDA0002073983560000065
观测天顶角为θ2，获得目标表面S的第四亮温图像F4、第五亮温图像F5和第六亮温图像F6；
其中观测方位角、观测天顶角、天线极化旋转角的定义与步骤S1一致。
S4：获得第四亮温图像F4中的目标表面S上所有点的第四亮温平均值TB4；获得第五亮温图像F5中目标表面S上所有点的第五亮温平均值TB5；获得第三亮温图像F6中目标表面S上所有点的第六亮温平均值TB6；根据三种不同的天线极化旋转角度以及第四亮温平均值TB4、第五亮温平均值TB5和第六亮温平均值TB6获得目标表面S的第二表面相位角α2；
其中，可以根据余弦曲线方程TBn＝Qcos[2(βn-α2)]+I获得目标表面S的目标表面的第二表面相位角α2，0°<α2≤180°；其中，TBn为第n亮温平均值，n＝4，5，6；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βn为所述三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
若第四亮温平均值TB4、第五亮温平均值TB5和第六亮温平均值TB6均相等，则认为目标表面S的法向量为
Figure BDA0002073983560000071
S7：根据获得的目标表面S的表面相位角α1和α2以及两个观测方向的观测方位角
Figure BDA0002073983560000072
和
Figure BDA0002073983560000073
观测天顶角θ1和θ2获得目标表面S的法向量n：
Figure BDA0002073983560000074
Figure BDA0002073983560000075
Figure BDA0002073983560000076
其中：j＝1，2分别代表第一观测点和第二观测点。
本发明提供的获取目标表面法向量的方法通过在无极化辐射环境中分别以三种不同的天线极化旋转角度对包含目标的场景进行成像，得到目标的亮温图像；再计算每个表面的平均亮温值，将每个表面的三种不同天线极化旋转角度及其相应的平均亮温值代入余弦曲线方程中，求解出每个表面的相位角；最后计算得到每个表面的法向量。本发明可适用于任何毫米波辐射计对立体目标表面法向量的获取，能非接触、被动、高精度地获取目标表面的法向量。
本发明还提供了一种基于上述方法的目标表面法向量获取系统，如图2所示，包括：
亮温成像模块，用于在不同观测点处以不同天线极化旋转角度获取待测目标的亮温图像；
表面相位角获取模块，用于利用亮温成像模块的亮温平均值获取目标表面的相位角；
法向量获取模块，用于利用表面相位角获取模块的相位角获得目标表面的法向量。
具体地，若处于同一观测点的亮温成像模块的亮温平均值相等，则直接通过所述表面相位角获取模块获得的相位角即可得到目标表面的法向量。亮温成像模块的亮温平均值相等说明此时目标表面的法向量指向极化毫米波辐射的观测点方向。
本发明提供的方法可非接触、被动、高精度地获取目标表面法向量，可用于安全检查、地球遥感、目标探测等领域的目标识别。为了说明本发明实施例提供的目标表面法向量获取方法，下面结合附图以及实施例对本发明实施例做详细的说明。
如图3所示，雷达吸波材料平铺于水泥地面中，一个介质板放置与雷达吸波材料上，介质板方位角θ’和θ”是10°和30°，因此其法向量为[0.4924,-0.0868,0.8660]。辐射计位于第一观测点L1和第二观测点L2分别对目标进行成像，共得到六幅图像，如图4所示。
表面法向量方位角信息的获取方法具体实现步骤如下：
(1)在室外利用线极化毫米波辐射计以三种不同天线极化旋转角度对置于无极化辐射环境中的目标进行仿真成像。图3所示为实验示意图，雷达吸波材料平铺于水泥地面中，一个介质板放置于雷达吸波材料上，介质板方位角θ’和θ”是10°和30°，因此其法向量为[0.4924,-0.0868,0.8660]。辐射计位于L1和L2分别对目标进行成像，共得到六幅图像，辐射计工作频率为94GHz。
本实施例中选择了0°、45°和90°三种不同极化旋转角度，在两个观测方向上(方向1的观测方位角为27.35°，观测天顶角为73.25°；方向2的观测方位角为344.35°，观测天顶角为72.35°)共得到六幅亮温图像F1、F2、F3、F4、F5和F6，如图4所示，其中第一列的两幅图像为成像区域的光学图像，第二至四列为在两个方向上分别以天线极化旋转角0°、45°、90°对目标进行辐射成像的成像结果。
(2)在方向1上测得的三幅图像中，选择目标的中心区域为目标表面S，如图4所示的红色框线内，计算方向1上测得的三幅亮温图中目标表面S上所有点的算术平均亮温值TB，分别为226.4K、232.4K和243.7K。
(3)分布将β＝0°、45°、90°三种天线极化旋转角及其对应的目标表面S的算术平均亮温值，代入余弦曲线方程TB＝Qcos[2(β-α1)]+I中，可以得到3个方程组，该方程组有3个未知数，分别是余弦曲线振幅Q、目标表面S的表面相位角α1和不随极化旋转角度变化的亮温直流分量I。解方程组可得到α1的多个解，根据Q≤0和0°<α1≤180°的限定条件，可得到目标表面S的表面相位角α1＝8.51°。
(4)在方向2上测得的三幅图像中，选择目标的中心区域为目标表面S，如图4所示的红色框线内，计算方向2上测得的三幅亮温图中目标表面S上所有点的算术平均亮温值TB，分别为226.4K、242.3K和245.3K。
(5)分布将β＝0°、45°、90°三种天线极化旋转角及其对应的面S的算术平均亮温值，代入余弦曲线方程TB＝Qcos[2(β-α2)]+I中，可以得到3个方程组，该方程组有3个未知数，分别是余弦曲线振幅Q、目标表面S的表面相位角α2和不随极化旋转角度变化的亮温直流分量I。解方程组可得到α2的多个解，根据Q≤0和0°<α2≤180°的限定条件，可得到目标表面S的表面相位角α2＝162.90°。
(6)根据上述求得的α1和α2，以及方向1和方向2的观测方位角和观测天顶角，计算得到目标S区域的表面法向量为[0.4443,-0.1079,0.8893]。由于测量误差的存在，该法向量与目标表面S的真实法向量夹角为3.3°。
目标表面的法向量获取，有诸多的应用潜力。例如应用到人体隐匿违禁物品的检测中，本发明提供的一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取的新方法，可以依托于无源毫米波成像手段，获得可描述目标形状结构特征的目标表面法向量信息，从而有助于违禁品的识别。例如在无人驾驶中，在烟雾场景下，红外和光学手段受到干扰，可以借助于本方法获取道路表面各处的法向量，有助于障碍物检测和道路坡度估计。此外，目标表面法向量的获取还是目标三维结构重建的重要一步。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：在观测角度为第一观测方位角
Figure FDA0002659978210000011
和第一观测天顶角θ1的第一观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，获得目标表面S的第一亮温图像F1、第二亮温图像F2和第三亮温图像F3；
S2：根据所述三种不同的天线极化旋转角度以及对应的亮温图像中目标表面S上所有点的第一亮温平均值TB1、第二亮温平均值TB2和第三亮温平均值TB3获得目标表面S的第一表面相位角α1；
S3：在观测角度为第二观测方位角
Figure FDA0002659978210000012
和第二观测天顶角θ2的第二观测点以三种不同的天线极化旋转角度分别对置于无极化辐射环境中的待测目标进行成像，获得目标表面的第四亮温图像F4、第五亮温图像F5和第六亮温图像F6；
S4：根据所述三种不同的天线极化旋转角度以及对应的亮温图像中目标表面S上所有点的第四亮温平均值TB4、第五亮温平均值TB5和第六亮温平均值TB6获得目标表面S的第二表面相位角α2；
S5：根据所述第一表面相位角α1和第二表面相位角α2以及两个观测点的第一观测方位角
Figure FDA0002659978210000013
和第二观测方位角
Figure FDA0002659978210000014
第一观测天顶角θ1和第二观测天顶角θ2获得目标表面S的法向量，目标表面S的法向量n由以下公式计算得到：
Figure FDA0002659978210000015
Figure FDA0002659978210000016
Figure FDA0002659978210000017
其中，j＝1，2分别代表第一观测点和第二观测点。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第一亮温平均值TB1、所述第二亮温平均值TB2和所述第三亮温平均值TB3均相等，则目标表面S的法向量为
Figure FDA0002659978210000021
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S2中，根据余弦曲线方程TBm＝Qcos[2(βm-α1)]+I获得目标表面S的第一表面相位角α1，0°<α1≤180°；其中，TBm为第m亮温平均值，m＝1，2，3；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βm为所述三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若所述第四亮温平均值TB4、所述第五亮温平均值TB5和所述第六亮温平均值TB6均相等，则目标表面S的法向量为
Figure FDA0002659978210000022
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤S4中，根据余弦曲线方程TBn＝Qcos[2(βn-α2)]+I获得目标表面S的第二表面相位角α2，0°<α2≤180°；其中，TBn为第n亮温平均值，n＝4，5，6；Q为毫米波辐射余弦曲线的振幅，Q≤0；βn为所述三种不同的天线极化旋转角度；I为不随极化旋转角度变化的亮温直流分量。
6.一种基于权利要求1至5所述的方法的目标表面法向量获取系统，包括：
亮温成像模块，用于在不同观测点处以不同天线极化旋转角度获取待测目标的亮温图像；
表面相位角获取模块，用于利用所述亮温成像模块的亮温平均值获取目标表面的相位角；
法向量获取模块，用于利用所述表面相位角获取模块的相位角获得目标表面的法向量。
7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，若处于同一观测点的所述亮温成像模块的亮温平均值相等，则直接通过所述表面相位角获取模块获得的相位角得到目标表面的法向量。
CN201910447070.4A 2019-05-27 2019-05-27 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统 Active CN110161496B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910447070.4A CN110161496B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201910447070.4A CN110161496B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110161496A CN110161496A (zh) 2019-08-23
CN110161496B true CN110161496B (zh) 2020-11-17

Family

ID=67629019

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910447070.4A Active CN110161496B (zh) 2019-05-27 2019-05-27 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110161496B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110865391B (zh) * 2019-11-14 2021-09-21 清华大学 用于目标增强的毫米波太赫兹多极化成像方法及成像系统
CN113671484B (zh) * 2020-05-13 2024-01-05 华中科技大学 基于毫米波辐射测量的目标表面法向量获取方法及系统
CN113034570A (zh) * 2021-03-09 2021-06-25 北京字跳网络技术有限公司 图像处理方法、装置和电子设备

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11308018A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Hitachi Ltd 伝送路変換構造
CN103698616A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 北京无线电计量测试研究所 一种确定具有复杂结构天线近场相位中心的方法
CN105068127A (zh) * 2015-07-20 2015-11-18 华中科技大学 一种基于极化毫米波辐射的获取目标表面方位信息的方法
CN105953925A (zh) * 2016-06-03 2016-09-21 华中科技大学 一种基于快速射线追踪的毫米波辐射亮温获取方法
CN108680262A (zh) * 2018-05-16 2018-10-19 华中科技大学 一种基于辐射计输出电压的目标辐射率的测量方法

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20110218734A1 (en) * 2010-03-08 2011-09-08 Radiometrics Corporation Methods and apparatus for passive tropospheric measurments utilizing a single band of frequencies adjacent to a selected millimeter wave water vapor line
US9330330B2 (en) * 2014-01-15 2016-05-03 Northrop Grumman Systems Corporation Polarized millimeter wave imaging system and method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11308018A (ja) * 1998-04-24 1999-11-05 Hitachi Ltd 伝送路変換構造
CN103698616A (zh) * 2013-12-19 2014-04-02 北京无线电计量测试研究所 一种确定具有复杂结构天线近场相位中心的方法
CN105068127A (zh) * 2015-07-20 2015-11-18 华中科技大学 一种基于极化毫米波辐射的获取目标表面方位信息的方法
CN105953925A (zh) * 2016-06-03 2016-09-21 华中科技大学 一种基于快速射线追踪的毫米波辐射亮温获取方法
CN108680262A (zh) * 2018-05-16 2018-10-19 华中科技大学 一种基于辐射计输出电压的目标辐射率的测量方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Polarization-Based Method for Object Surface Orientation Information in Passive Millimeter-Wave Imaging;Yayun Cheng et al.;《IEEE photonics society》;20160229;正文第1-13页 *
毫米波被动辐射成像模拟方法的研究;尹川;《中国博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20190115;第三章 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN110161496A (zh) 2019-08-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110161496B (zh) 基于极化毫米波辐射的目标表面法向量获取方法及系统
CN105068127B (zh) 一种基于极化毫米波辐射的获取目标表面方位信息的方法
Stürzl et al. A fisheye camera system for polarisation detection on UAVs
CN108680262A (zh) 一种基于辐射计输出电压的目标辐射率的测量方法
CN108957377A (zh) 一种全极化微波辐射计的定标装置及定标方法
Crispel et al. All-sky photogrammetry techniques to georeference a cloud field
CN107797110B (zh) 综合孔径投影辐射的系统成像方法及综合孔径投影辐射计
El Natour et al. Radar and vision sensors calibration for outdoor 3D reconstruction
Hu et al. Two-dimensional deformation measurement based on multiple aperture interferometry in GB-SAR
Hu et al. Surface normal vector estimation from passive millimeter-wave polarimetric imaging
Pu et al. Three dimensional image-based radar cross section extrapolation via planar projective transforms
CN116484641A (zh) 一种天线三维方向图与天线实物的结合显示方法及系统
Wang et al. A monostatic/bistatic ground-based synthetic aperture radar system for target imaging and 2-D displacement estimation
CN113671484B (zh) 基于毫米波辐射测量的目标表面法向量获取方法及系统
Guan et al. Study on polarized optical flow algorithm for imaging bionic polarization navigation micro sensor
Wang et al. A novel multiangle images association algorithm based on supervised areas for GNSS-based InSAR
CN114200448A (zh) 综合孔径辐射计波数域近场成像方法及设备
CN110617888A (zh) 一种不同物理温度下室内目标的毫米波发射率测量方法
Izumi et al. The development and comparison of two polarimetric calibration techniques for ground-based circularly polarized radar system
Klochko et al. Multiple objects detection and tracking in passive scanning millimeter-wave imaging systems
Lu et al. Object Segmentation for Linearly Polarimetric Passive Millimeter Wave Images Based on Principle Component Analysis
Moon et al. Passive range measurement and discrepancy effects of distance for stereo scanning W-band radiometer
Cloude Calibration of polarimetric radar data using the Sylvester equation in a Pauli basis
Liu et al. Polarimetric Calibration of Mini SAR based on UAV Platform
Lu et al. Nonlinear Distortion Correction for Single Pixel Conical Scanning Radiometric Imaging System at W-Band

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant