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大斜视机载SAR多核DSP实时成像处理架构

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现代雷达 2021年第12期43卷 7-14页

作者：孟星伟董兰朱岱寅雷达成像与微波光子教育部重点实验室南京211106 南京航空航天大学电子信息工程学院南京211106

大斜视机载合成孔径雷达(SAR)具有很高的灵活性,能够在载机飞临目标区域前对目标进行提前、多次成像。然而,大斜视SAR的高精度成像算法通常较为复杂且计算量大,无法满足实时性需求。据此,文中提出了以极坐标格式算法为核心的多核数字信... 详细信息

大斜视机载合成孔径雷达(SAR)具有很高的灵活性,能够在载机飞临目标区域前对目标进行提前、多次成像。然而,大斜视SAR的高精度成像算法通常较为复杂且计算量大,无法满足实时性需求。据此,文中提出了以极坐标格式算法为核心的多核数字信号处理器(DSP)实时成像处理架构。首先,将SAR回波数据进行两次平滑滤波并按比例方位抽取;然后,在基于尺度变换原理的距离向处理中融入距离单元徙动粗校正操作,以获取最大时域截取点数和降低后续处理的运算量,并与方位高精度Sinc插值级联实现回波信号数据域重采样;最后,采用自聚焦技术进一步补偿方位相位误差来获取高质量聚焦SAR图像。大斜视机载SAR实测结果表明,所提多核DSP处理架构可在0.873 s内完成方位与距离向10 K×4 K像素点数的数据处理,最终输出2 K×2 K图像并能够满足实时成像需求。

关键词：合成孔径雷达极坐标格式算法多核数字信号处理器实时处理

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基于深度学习的ViSAR多运动目标检测

雷达科学与技术 2022年第5期20卷 513-519页

作者：张笑博吴迪朱岱寅南京航空航天大学电子信息工程学院雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室江苏南京211106

视频合成孔径雷达(ViSAR)在地面动目标检测和感兴趣区域(ROI)的动态监测方面具有巨大的潜力。对地面运动目标的检测与跟踪一直是ViSAR的研究热点。针对现有基于深度学习的ViSAR动目标检测方法存在的依赖预训练模型,模型迁移难等问题,本... 详细信息

视频合成孔径雷达(ViSAR)在地面动目标检测和感兴趣区域(ROI)的动态监测方面具有巨大的潜力。对地面运动目标的检测与跟踪一直是ViSAR的研究热点。针对现有基于深度学习的ViSAR动目标检测方法存在的依赖预训练模型,模型迁移难等问题,本文提出了一种基于深度学习与多目标跟踪(MOT)算法的ViSAR动目标阴影检测方法。该方法首先设计了一种从零开始深度学习的网络模型,实现动目标阴影的单帧检测。为了提高检测性能的鲁棒性,采用了基于卡尔曼滤波和逐帧数据关联的多目标跟踪算法跟踪动目标。实测数据处理结果表明该方法具有良好的检测性能。

关键词：视频合成孔径雷达动目标检测深度学习多目标跟踪

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基于时空记忆解耦RNN的雷暴预测方法

系统工程与电子技术 2023年第11期45卷 3474-3480页

作者：何诗扬汪玲朱岱寅钱君南京航空航天大学电子与信息工程学院/集成电路学院江苏南京211106 中国航空工业集团雷华电子技术研究所江苏无锡214063

使用循环神经网络进行雷暴的外推预测,利用气象雷达历史反射率因子资料给出未来一小时的雷暴预测结果。网络的核心是时空长短时记忆(spatiotemporal long short-term memory,ST-LSTM)单元,加入了记忆解耦结构以分离时间记忆和空间记忆... 详细信息

使用循环神经网络进行雷暴的外推预测,利用气象雷达历史反射率因子资料给出未来一小时的雷暴预测结果。网络的核心是时空长短时记忆(spatiotemporal long short-term memory,ST-LSTM)单元,加入了记忆解耦结构以分离时间记忆和空间记忆状态。在中国香港天文台(Hong Kong Observatorg,HKO)的HKO-7数据集的基础上筛选雷暴数据,构建训练及测试数据集。将有记忆解耦结构、无记忆解耦结构的ST-LSTM网络和MIM(memory in memory)网络以及传统的单体质心法进行比较。预报评分因子数值比较和个例分析检验结果表明,预测神经网络在探测成功概率、临界成功指数上均高于单体质心法,虚警率低于单体质心法。加入记忆解耦结构的网络预报因子评分高于ST-LSTM网络和MIM网络,雷暴回波外推的预测效果更好,尤其是强回波的预测效果更好。

关键词：循环神经网络雷暴预测气象雷达深度学习

一种联合TDCM和PFA的空间目标大转角ISAR成像方法

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雷达科学与技术 2024年第2期22卷 161-169页

作者：胡国伟汪玲朱岱寅南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室江苏南京211106

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,... 详细信息

空间目标态势感知是当前航天技术领域的研究热点,逆合成孔径雷达(Inverse Synthetic Aperture Radar, ISAR)是空间目标感知的一种有效手段。为了得到利于目标鉴别的高分辨二维ISAR图像,需要通过增大积累转角来提高方位向分辨率。但是,随着转角的增大,平动与转动之间的耦合增大,使得传统的先平动补偿、后利用转动成像的两步式成像方法不再适用。本文提出了一种结合时域信号共轭相乘(Time Domain Conjugate Multiplication, TDCM)处理与极坐标格式算法(Polar Format Algorithm, PFA)的成像算法,首先利用雷达回波的二维相干性,通过TDCM处理进行平动粗补偿,然后借助PFA的插值操作校正大转角引起的散射点越分辨单元走动(Motion Through Resolution Cell, MTRC)并估计目标相对转动参数。通过迭代处理,持续对平动和转动参数进行优化,提升运动补偿效果。仿真验证了所提成像算法的有效性,与传统算法相比,成像聚焦性更好。

关键词：逆合成孔径雷达空间目标大转角运动补偿

基于P1010RDB实现snull网络驱动

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计算机应用 2013年第A2期33卷 34-37页

作者：缪霖灏张颖朱岱寅南京航空航天大学电子信息工程学院南京210016

针对实现Linux系统的网络驱动的问题,提出一种模块加载网络驱动的方法。介绍了搭建P1010RDB嵌入式Linux系统的OpenEmbedded环境;论述了嵌入式Linux系统中网络设备驱动程序的体系结构;阐明了snull网络驱动程序设计具体步骤。在OpenEmbed... 详细信息

针对实现Linux系统的网络驱动的问题,提出一种模块加载网络驱动的方法。介绍了搭建P1010RDB嵌入式Linux系统的OpenEmbedded环境;论述了嵌入式Linux系统中网络设备驱动程序的体系结构;阐明了snull网络驱动程序设计具体步骤。在OpenEmbedded环境中,使用Bitbake构建snull软件包。采用模块加载方式将snull驱动模块插入到内核中,并对模块进行测试,验证并实现了两个虚拟主机之间的通信。

关键词：网络驱动程序模块驱动 Bitbake 0penEmbedded 嵌入式Linux

基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法

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数据采集与处理 2017年第2期32卷 375-381页

作者：蒋锐龚清勇朱岱寅朱兆达南京邮电大学通信与信息工程学院南京210003 南京航空航天大学雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室南京210016

多基线干涉合成孔径雷达(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)利用长短基线之间的关系,能够获得优于单基线InSAR的高程测量结果。本文针对多基线InSAR的数据特点,提出了基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方... 详细信息

多基线干涉合成孔径雷达(Interferometric synthetic aperture radar,InSAR)利用长短基线之间的关系,能够获得优于单基线InSAR的高程测量结果。本文针对多基线InSAR的数据特点,提出了基于信号子空间估计的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。该方法将不同长度基线下所获得干涉相位图中同一像素单元信号作为一个训练样本,通过信号子空间的估计完成多基线InSAR干涉相位图滤波。仿真实验结果表明,本文方法可以在运算时间相当的情况下,获得优于回转均值滤波算法和回转中值滤波算法的滤波性能,是一种可满足实时处理要求的有效的多基线InSAR干涉相位图滤波方法。

关键词：干涉合成孔径雷达(InSAR) 多基线干涉相位图滤波信号子空间回转均值滤波

一种SAR极坐标格式成像算法的FPGA实现

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计算机应用与软件 2018年第7期35卷 256-262页

作者：李威朱岱寅胡晓琛南京航空航天大学电子信息工程学院雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室江苏南京211106

为了提高两维插值SAR极坐标格式算法的成像处理速度,提出一种基于分块RAM组SINC插值的FPGA并行实现方法。该方法将采样点坐标进行浮点转定点操作,并以该坐标的整数部分为地址,存储回波数据和剩余小数部分至分块RAM组;在一个时钟周期内... 详细信息

为了提高两维插值SAR极坐标格式算法的成像处理速度,提出一种基于分块RAM组SINC插值的FPGA并行实现方法。该方法将采样点坐标进行浮点转定点操作,并以该坐标的整数部分为地址,存储回波数据和剩余小数部分至分块RAM组;在一个时钟周期内完成对回波数据和插值核系数的寻址;对回波数据加权求和得到插值结果。该并行结构精简、易于实现,流水线式输出待插点数据,插值点数能够向下兼容,并且不会增加资源利用率。基于SINC插值极坐标格式算法对实测数据进行FPGA的成像处理,系统工作频率为200 MHz,能够在1.78 s时间内完成8 KB×16 KB点数的成像处理,验证了所提方法的有效性。

关键词： SAR成像 SINC插值 FPGA 极坐标格式算法并行结构

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微型合成孔径雷达成像信号处理技术

雷达学报（中英文） 2019年第6期8卷 793-803页

作者：朱岱寅张营俞翔毛新华张劲东李勇南京航空航天大学电子信息工程学院雷达成像与微波光子技术教育部重点实验室南京211106 南京工程学院计算机工程学院南京211167

微型合成孔径雷达(MiniSAR)有效突破了时间与空间的限制,具备轻量化、低功耗、高灵活度等优势,能够满足感兴趣区域(ROI)的高分辨成像需求。然而,MiniSAR成像信号处理依然面临若干技术难题,例如复杂航迹条件下对地面目标的高分辨成像,非... 详细信息

微型合成孔径雷达(MiniSAR)有效突破了时间与空间的限制,具备轻量化、低功耗、高灵活度等优势,能够满足感兴趣区域(ROI)的高分辨成像需求。然而,MiniSAR成像信号处理依然面临若干技术难题,例如复杂航迹条件下对地面目标的高分辨成像,非合作动目标的重聚焦,数据处理的效率与实时性等。据此,该文提出了一系列成像信号处理技术及其对应的现场可编辑门阵列(FPGA)硬件设计架构,从而实现了MiniSAR高分辨率成像与实时性处理。最后,基于多组聚束/条带式MiniSAR试验结果,验证了该文方法的有效性和可靠性。

关键词：微型合成孔径雷达高分辨率成像信号处理实时处理

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双基PFA波前弯曲误差分析及校正

中国图象图形学报 2011年第7期16卷 1192-1198页

作者：王昕朱岱寅毛新华朱兆达南京航空航天大学信息科学与技术学院南京210016

双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中的极坐标格式算法(PFA)是基于平面波前假设建立的。由于该平面波前假设在聚焦过程中引入了相位误差,双基PFA聚焦图像中会出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用PFA时其有效场景聚焦范围通常受... 详细信息

双基聚束模式合成孔径雷达(SAR)成像中的极坐标格式算法(PFA)是基于平面波前假设建立的。由于该平面波前假设在聚焦过程中引入了相位误差,双基PFA聚焦图像中会出现空变几何失真和散焦现象。因此,实际应用PFA时其有效场景聚焦范围通常受到严格限制。基于双基合成孔径雷达回波信号相位的泰勒展开式,推导双基PFA中波前弯曲误差的解析表达式。基于此表达式,分别应用1维空变滤波和插值来补偿、校正波前弯曲效应引入的散焦和几何失真现象,从而有效改善了双基PFA的聚焦范围。点目标仿真验证了该方法的有效性。

关键词：双基极坐标格式算法波前弯曲补偿空变滤波