南京理工大學王紹然獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉南京理工大學申請的專利基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法及系統獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN120198819B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-16發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202510671149.0,技術領域涉及:G06V20/13;該發明授權基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法及系統是由王紹然;李猛猛;丁大志;李書晗設計研發完成,并于2025-05-23向國家知識產權局提交的專利申請。
本基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法及系統在說明書摘要公布了:本發明公開了一種基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法及系統,具體為:根據逆合成孔徑雷達接收到的衛星目標回波,通過二維逆傅里葉變換獲取原始姿態的逆合成孔徑雷達圖像數據集,通過逆向參數化建模算法獲取原始姿態的屬性散射中心模型數據集;利用屬性散射中心模型的擴展性,獲取姿態變換后的屬性散射中心模型數據集和逆合成孔徑雷達圖像數據集;建立衛星目標辨識網絡模型,并采用自適應訓練方法進行訓練;利用開集識別算法,基于訓練后的模型輸出概率分布向量,實現關注的衛星目標種類辨識與非關注的衛星目標種類判別。本發明提高了衛星目標辨識精度,并且能夠判別非關注的衛星目標,實現更復雜環境場景的目標辨識。
本發明授權基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法及系統在權利要求書中公布了:1.一種基于散射特征提取與融合的自適應訓練衛星目標辨識方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1、通過二維逆傅里葉變換,從逆合成孔徑雷達接收到的衛星目標回波中,獲取衛星目標原始姿態的逆合成孔徑雷達圖像數據集; 步驟2、通過逆向參數化建模算法,從逆合成孔徑雷達接收到的衛星目標回波中,獲取衛星目標原始姿態的屬性散射中心模型數據集; 步驟3、利用屬性散射中心模型的擴展性,獲取衛星目標姿態變換后的屬性散射中心模型數據集,并確定衛星目標姿態變換后的逆合成孔徑雷達圖像數據集; 步驟4、基于卷積網絡與圖卷積網絡建立衛星目標辨識網絡模型,然后基于衛星目標原始姿態的逆合成孔徑雷達圖像數據集和屬性散射中心模型數據集,以及衛星目標姿態變換后的逆合成孔徑雷達圖像數據集和屬性散射中心模型數據集,采用自適應訓練方法訓練衛星目標辨識網絡模型; 步驟5、利用開集識別算法,通過訓練后的衛星目標辨識網絡模型輸出概率分布向量,通過概率分布向量實現關注的衛星目標種類辨識與非關注的衛星目標種類判別; 步驟2所述逆向參數化建模算法,具體如下: 步驟2.1、通過一維逆傅里葉變換,從衛星目標回波中獲取衛星目標一維距離像與衛星目標一維方位像; 步驟2.2、通過峰值檢測方法,從衛星目標一維距離像、衛星目標一維方位像中分別提取屬性散射中心的距離維度分布、方位維度分布,基于屬性散射中心的距離維度分布與方位維度分布,分別獲取散射中心的距離維度位置、散射中心的方位維度位置,從而確定散射中心的二維位置; 步驟2.3、基于已經提取的散射中心的二維位置,定位屬性散射中心在逆合成孔徑雷達圖像中的位置,通過屬性散射中心在逆合成孔徑雷達圖像中的方位維度分布長度獲取散射中心的長度; 步驟2.4、基于已經提取的散射中心的長度獲取散射中心的角度依賴因子:如果散射中心的長度為0,那么該散射中心為局部式散射中心,散射中心的角度依賴因子為;如果散射中心的長度大于0,那么該散射中心為分布式散射中心,散射中心的角度依賴因子為0; 步驟2.5、通過最小二乘法獲取散射中心的幅度與散射中心的頻率依賴因子,最小二乘法的優化目標函數的表達式為: 2 其中是優化目標函數,第個散射中心的幅度、第個散射中心的頻率依賴因子是被優化參數;是雷達頻率為、雷達方位角為時的總散射場;表示雷達頻率為、雷達方位角為時,幅度為、頻率依賴因子為的第個散射中心的散射場;是代表優化到最小值,代表二范數; 通過逆向參數化建模算法提取的衛星目標的屬性散射中心模型的參數,構建衛星目標原始姿態的屬性散射中心模型,多種衛星目標原始姿態的屬性散射中心模型,構成衛星目標原始姿態的屬性散射中心模型數據集; 步驟3所述利用屬性散射中心模型的擴展性,獲取衛星目標姿態變換后的屬性散射中心模型數據集,并確定衛星目標姿態變換后的逆合成孔徑雷達圖像數據集,具體如下: 步驟3.1、隨著衛星目標姿態的變換,衛星目標的屬性散射中心的二維位置發生同樣的變換,衛星目標的姿態變換通過旋轉矩陣描述,旋轉矩陣的表達式為: 3 其中為旋轉矩陣,為旋轉角度; 衛星目標姿態變換后第個散射中心的二維位置為,則,是姿態變換后的第個散射中心的距離維度位置,是姿態變換后的第個散射中心的方位維度位置; 衛星目標姿態變換后的第個散射中心的長度為,則;若衛星目標姿態變換后的第個散射中心的長度,那么姿態變換后的第個散射中心的角度依賴因子;若姿態變換后的第個散射中心的長度,那么姿態變換后的第個散射中心的角度依賴因子; 衛星目標姿態變換前后,散射中心的幅度與散射中心的頻率依賴因子不改變; 通過處理衛星目標原始姿態的屬性散射中心模型數據集中屬性散射中心模型的參數,得到衛星目標姿態變換后的屬性散射中心模型數據集; 步驟3.2、通過衛星目標姿態變換后的屬性散射中心模型,確定衛星目標姿態變換后的逆合成孔徑雷達圖像,表達式為: 4 其中為逆合成孔徑雷達圖像,為距離維度,為方位維度,為雷達帶寬,是雷達載頻的波長,是電磁波傳播速率,為雷達掃角寬度; 是帶通濾波函數,若,則;若或,則; 基于衛星目標姿態變換后的屬性散射中心模型數據集,構建衛星目標姿態變換后的逆合成孔徑雷達圖像數據集。
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