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专利号: 2019109079717
申请人: 西南交通大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种无插值三维主动毫米波成像方法,其特征在于,所述方法包括:获取成像对象的第一回波数据;其中,所述第一回波数据包括按照预设采样时间间隔在接收平面上等间距采集的所述成像对象对应的解线频调信号s(x接,y接,t),其中,所述接收平面和所述成像对象位于同一三维坐标系中,所述三维坐标系包括x轴、y轴和z轴,所述接收平面为z=Z1,(x接,y接)表示所述接收平面上的采样点位置坐标,t为时间域;

对所述第一回波数据进行相位补偿,获得第二回波数据sc(x接,y接,k);其中,fc为所述解线频调信号对应的宽带线性调频信号的中心频率,γ为所述解线频调信号对应的宽带线性调频信号的调频率,c为光速;

基于所述解线频调信号在解线频调过程中所用的参考距离,对所述第二回波数据进行修正,获得第三回波数据sd(x接,y接,k);

对所述第三回波数据在所述接收平面上进行二维快速傅立叶变换,获得第四回波数据Sd(kx,ky,k);其中,kx表示k在x方向的分量,ky表示k在y方向的分量;

对所述第四回波数据进行补偿处理后,进行关于kx和ky的二维逆快速傅立叶变换,获得第五回波数据fk(x目,y目,z目);

对所述第五回波数据中不同的波数k值对应的fk(x目,y目,z目)进行累加,获得所述成像对象的散射系数f(x目,y目,z目);

输出所述成像对象的散射系数,使所述散射系数生成重建图像。

2.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述解线频调信号,具体包括:其中,

f(x目,y目,z目)为所述成像对象在(x目,y目,z目)处的散射系数;RΔ=R-Rref,Rref为所述解线频调信号在解线频调过程中所用的参考距离, 表示所述成像对象的位置与所述接收平面等效收发位置的距离,Tp为所述解线频调信号的脉宽,j为虚数单位。

3.如权利要求2所述的方法,其特征在于,所述对所述第一回波数据进行相位补偿,获得第二回波数据sc(x接,y接,k),具体包括:对所述第一回波数据在t维进行快速傅立叶变换,得到:

S(x接,y接,ξ)=FFT[s(x接,y接,t)],其中,ξ表示频率;

在ξ维对S(x接,y接,ξ)进行相位补偿,得到:

对Sc(x接,y接,ξ)在ξ维进行逆快速傅立叶变换,得到:

令fd=fc+γt, 则sc(x接,y接,t)表示为:

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于,所述基于所述解线频调信号在解线频调过程中所用的参考距离,对所述第二回波数据进行修正,获得第三回波数据sd(x接,y接,k),具体包括:

5.如权利要求4所述的方法,其特征在于,所述对所述第四回波数据进行补偿处理后,进行关于kx和ky的二维逆快速傅立叶变换,获得第五回波数据fk(x目,y目,z目),具体包括:其中,kz表示k在z方向的分量,

6.如权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述第三回波数据在所述接收平面上d进行二维快速傅立叶变换,获得第四回波数据S(kx,ky,k),还包括:对不同的k,采用并行计算的方式同时对所述第三回波数据进行关于x接和y接的二维快速傅立叶变换,获得第四回波数据Sd(kx,ky,k)。

7.如权利要求5所述的方法,其特征在于,所述对所述第四回波数据进行补偿处理后,进行关于kx和ky的二维逆快速傅立叶变换,获得第五回波数据fk(x目,y目,z目),还包括:针对不同的k和z目,采用并行计算的方式同时对所述第四回波数据进行补偿处理及关于kx和ky的二维逆快速傅立叶变换,获得第五回波数据fk(x目,y目,z目)。

8.一种无插值三维主动毫米波成像系统,其特征在于,包括:

数据获取模块,用于获取成像对象的第一回波数据;其中,所述第一回波数据包括按照预设采样时间间隔在接收平面上等间距采集的所述成像对象对应的解线频调信号s(x接,y接,t),其中,所述接收平面和所述成像对象位于同一三维坐标系中,所述三维坐标系包括x轴、y轴和z轴,所述接收平面为z=Z1,(x接,y接)表示所述接收平面上的采样点位置坐标,t为时间域;

补偿模块,用于对所述第一回波数据进行相位补偿,获得第二回波数据sc(x接,y接,k);其中, fc为所述解线频调信号对应的宽带线性调频信号的中心频率,γ为所述解线频调信号对应的宽带线性调频信号的调频率,c为光速;

修正模块,用于基于所述解线频调信号在解线频调过程中所用的参考距离,对所述第二回波数据进行修正,获得第三回波数据sd(x接,y接,k);

傅立叶变换模块,用于对所述第三回波数据在所述接收平面上进行二维快速傅立叶变换,获得第四回波数据Sd(kx,ky,k);其中,kx表示k在x方向的分量,ky表示k在y方向的分量;

逆傅立叶变换模块,用于对所述第四回波数据进行补偿处理后,进行关于kx和ky的二维逆快速傅立叶变换,获得第五回波数据fk(x目,y目,z目);

累加模块,用于对所述第五回波数据中不同的波数k值对应的fk(x目,y目,z目)进行累加,获得所述成像对象的散射系数f(x目,y目,z目);

输出模块,用于输出所述成像对象的散射系数,使所述散射系数生成重建图像。

9.一种可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。

10.一种成像设备,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征在于,所述处理器执行所述程序时实现权利要求1-7任一项所述方法的步骤。