阅读说明：本技术 适用于非合作对象的毫米波三维成像方法和系统 (Millimeter wave three-dimensional imaging method and system suitable for non-cooperative object ) 是由 杨明辉 吴亮 于 2020-01-09 设计创作，主要内容包括：本发明实施例公开一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法和系统,其中方法包括如下步骤：基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型；根据所述电磁回波模型估计所述目标非合作对象的运动参数,确定所述目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布；根据所述空间分布生成所述目标非合作对象的三维毫米波图像。采用本发明,通过建立针对非合作目标的电磁回波模型,估计对象的运动参数确定其散射点的空间分布,可以生成非合作目标的高精度三维毫米波图像,提高最终成像的分辨率。(The embodiment of the invention discloses a millimeter wave three-dimensional imaging method and a millimeter wave three-dimensional imaging system suitable for non-cooperative objects, wherein the method comprises the following steps: establishing a corresponding electromagnetic echo model based on the moving electromagnetic model of the target non-cooperative object; estimating the motion parameters of the target non-cooperative object according to the electromagnetic echo model, and determining the spatial distribution of any scattering point of the target non-cooperative object along with time; and generating a three-dimensional millimeter wave image of the target non-cooperative object according to the spatial distribution. By adopting the invention, the electromagnetic echo model aiming at the non-cooperative target is established, the motion parameters of the object are estimated, the spatial distribution of the scattering points is determined, the high-precision three-dimensional millimeter wave image of the non-cooperative target can be generated, and the resolution of the final imaging is improved.)

适用于非合作对象的毫米波三维成像方法和系统

技术领域

本发明涉及非合作对象的毫米波安检成像技术领域，尤其涉及一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法和系统。

背景技术

当前的毫米波成像安检装置在单个合作目标（配合检查的静止的被检对象）的安检成像上已经运用的比较成熟，能够有效阻止个人携带危险物品进入重要场合。但对于非合作目标（不能配合的接收安检或者处于运动状态的被检对象）来说，由于其处于运动状态，会在成像过程中带来多普勒信号形成回波数据的包络偏移，同时非合作目标的移动也会带来回波相位变化，从而导致最终所成的像比较模糊，降低成像的分辨率。

发明内容

本发明实施例提供一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法和系统，通过建立针对非合作目标的电磁回波模型，估计对象的运动参数确定其散射点的空间分布，可以生成非合作目标的高精度三维毫米波图像，提高最终成像的分辨率。

本发明第一方面实施例提供了一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法，该方法可包括：

基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型；

根据所述电磁回波模型估计所述目标非合作对象的运动参数，确定所述目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布；

根据所述空间分布生成所述目标非合作对象的三维毫米波图像。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像方法还包括：

获取所述目标非合作对象的运动数据集合；

根据所述运动数据集合训练所述目标非合作对象针对运动规律和电磁散射规律的运动电磁模型。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像方法还包括：

根据所述空间分布计算目标散射点与全电子稀疏阵列中收发阵元对之间的斜距对应的斜距值；

采用所述斜距值补偿所述目标非合作对象在运动回波中与所述斜距相关联的相位参数。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像方法还包括：

对所述运动回波中的回波数据进行相干叠加生成所述目标散射点的三维毫米波图像。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像方法还包括：

采用所述目标非合作对象的所有散射点对应的三维毫米波图像组成所述目标非合作对象的三维毫米波图像。

本发明第二方面实施例提供了一种适用于非合作对象的毫米波三维成像系统，该系统可包括：

回波模型建立模块，用于基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型；

参数处理模块，用于根据所述电磁回波模型估计所述目标非合作对象的运动参数，确定所述目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布；

图像生成模块，用于根据所述空间分布生成所述目标非合作对象的三维毫米波图像。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像系统还包括：

数据集合获取模块，用于获取所述目标非合作对象的运动数据集合；

电磁模型生成模块，用于根据所述运动数据集合训练所述目标非合作对象针对运动规律和电磁散射规律的运动电磁模型。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像系统还包括：

斜距值计算模块，用于根据所述空间分布计算目标散射点与全电子稀疏阵列中收发阵元对之间的斜距对应的斜距值；

参数补偿模块，用于采用所述斜距值补偿所述目标非合作对象在运动回波中与所述斜距相关联的相位参数。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像系统还包括：

目标图像生成模块，用于对所述运动回波中的回波数据进行相干叠加生成所述目标散射点的三维毫米波图像。

进一步的，适用于非合作对象的毫米波三维成像系统还包括：

所述图像生成模块，还用于采用动态回波模型对所述校正回波数据进行频域成像，生成所述目标非合作对象的毫米波图像。

在本发明实施例中，通过建立针对非合作目标的电磁回波模型，估计对象的运动参数确定其散射点的空间分布，生成非合作目标的高精度三维毫米波图像，提高了最终成像的分辨率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术对象员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法的流程示意图；

图2是本发明实施例提供的一种适用于非合作对象的毫米波三维成像系统的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术对象员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明实施例中，所涉及的适用于非合作对象的毫米波三维成像系统可以简称为成像系统。

下面将结合附图1，对本发明实施例提供的适用于非合作对象的毫米波三维成像方法进行详细介绍。

请参见图1，为本发明实施例提供了一种适用于非合作对象的毫米波三维成像方法的流程示意图。如图1所示，本发明实施例的方法可以包括以下步骤S101-步骤S103。

S101，基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型。

在可选实施例中，成像系统可以获取目标非合作对象的运动数据集合，进一步的，可以根据上述运动数据集合训练该目标非合作对象针对运动规律和电磁散射规律的运动电磁模型。

具体的，成像系统可以基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型。

S102，根据电磁回波模型估计目标非合作对象的运动参数，确定目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布。

具体的，成像系统可以根据电磁回波模型估计目标非合作对象的运动参数，确定目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布。

在可选实施例中，成像系统可以根据上述空间分布计算目标散射点与全电子稀疏阵列中收发阵元对之间的斜距对应的斜距值，可以理解的是，上述全电子稀疏阵列可以包括至少三级子阵的稀疏阵列，即上述稀疏阵列中的每个阵列单元不是单一的单元而是至少有若干个子单元组成的阵列单元。

进一步的，成像系统可以采用斜距值补偿目标非合作对象在运动回波中与斜距相关联的相位参数。

S103，根据空间分布生成目标非合作对象的三维毫米波图像。

在可选实施例中，成像系统可以对上述运动回波中的回波数据进行相干叠加生成目标散射点的三维毫米波图像。

进一步的，成像系统可以采用目标非合作对象的所有散射点对应的三维毫米波图像组成目标非合作对象的三维毫米波图像。

在本发明实施例中，通过建立针对非合作目标的电磁回波模型，估计对象的运动参数确定其散射点的空间分布，生成非合作目标的高精度三维毫米波图像，提高了最终成像的分辨率。

下面将结合附图2对本发明实施例提供的适用于非合作对象的毫米波三维成像系统进行详细介绍。需要说明的是，附图2所示的成像系统，用于执行本发明图1所示实施例的方法，为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分，具体技术细节未揭示的，请参照本发明图1所示的实施例。

如图2所示，本发明实施例的所述成像系统10可以包括：回波模型建立模块101、参数处理模块102、图像生成模块103、数据集合获取模块104、电磁模型生成模块105、斜距值计算模块106、参数补偿模块107和目标图像生成模块108。

回波模型建立模块101，用于基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型。

在可选实施例中，数据集合获取模块104可以获取目标非合作对象的运动数据集合，进一步的，电磁模型生成模块105可以根据上述运动数据集合训练该目标非合作对象针对运动规律和电磁散射规律的运动电磁模型。

具体实现中，回波模型建立模块101可以基于目标非合作对象的运动电磁模型建立对应的电磁回波模型。

参数处理模块102，用于根据电磁回波模型估计目标非合作对象的运动参数，确定目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布。

具体实现中，参数处理模块102可以根据电磁回波模型估计目标非合作对象的运动参数，确定目标非合作对象的任一散射点随时间的空间分布。

在可选实施例中，斜距值计算模块106可以根据上述空间分布计算目标散射点与全电子稀疏阵列中收发阵元对之间的斜距对应的斜距值，可以理解的是，上述全电子稀疏阵列可以包括至少三级子阵的稀疏阵列，即上述稀疏阵列中的每个阵列单元不是单一的单元而是至少有若干个子单元组成的阵列单元。

进一步的，参数补偿模块107可以采用斜距值补偿目标非合作对象在运动回波中与斜距相关联的相位参数。

图像生成模块103，用于根据空间分布生成目标非合作对象的三维毫米波图像。

在可选实施例中，目标图像生成模块108可以对上述运动回波中的回波数据进行相干叠加生成目标散射点的三维毫米波图像。

进一步的，图像生成模块103可以采用目标非合作对象的所有散射点对应的三维毫米波图像组成目标非合作对象的三维毫米波图像。

在本发明实施例中，通过建立针对非合作目标的电磁回波模型，估计对象的运动参数确定其散射点的空间分布，生成非合作目标的高精度三维毫米波图像，提高了最终成像的分辨率。

可以理解的是，上述方法步骤的执行过程只是一种优选的执行顺序，在实现的过程中可以根据实际需求调整上述执行过程的顺序。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所用的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体（Read-Only Memory，ROM）或随机存储记忆体（Random Access Memory，RAM）等。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。