基于双阶段特征匹配的非同源SAR船只跟踪方法

作者：王炎; 张晰; 孟俊敏; 刘根旺; 包萌; 曹成会

来源：海岸工程, 2022, 41(01): 48-60.

• SAR
• 船只跟踪
• 特征匹配
• 多层次特征

开展星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar, SAR)船只匹配跟踪研究是海上船只监测的重要内容，对提升海上目标监测管控能力有重要意义。当前利用SAR卫星进行船只目标匹配跟踪时，由于船只目标尺寸小且船只目标的运动会在SAR图像中产生几何畸变，导致船只目标在SAR图像中难以准确实现匹配跟踪。基于此，本文提出了基于全局和局部双阶段特征匹配的SAR船只目标匹配跟踪方法，该方法能够实现TerraSAR-X和RadarSat-2等不同波段、不同平台(非同源)SAR图像的船只目标匹配跟踪。为验证本文算法的性能，采用了2对TerraSAR-X和RadarSat-2 SAR数据将本文提出的方法与SURF(Speeded Up Robust Features)、Harris和PCA-SIFT(Principal Component Analysis-Scale Invariant Feature Transform)等经典船只目标匹配跟踪算法进行了对比。实验结果表明，本文提出的基于全局和局部双阶段特征匹配船只目标匹配跟踪方法，对运动船只的跟踪性能可达83%,而SURF、Harris和PCA-SIFT算法精度仅为36.2%、27.7%和23.4%,可见本文算法高于这些经典船只目标匹配跟踪算法。本文还分析了船只目标的运动在非同源SAR图像中的几何特征(周长、面积、长宽比等)差异，以及船只目标匹配跟踪算法在非同源SAR中的适用性评估，结果表明，本文方法在船只几何特征形变较大时，也能很好地实现船只目标匹配跟踪。

• 单位
  山东科技大学; 自然资源部第一海洋研究所