一种基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法

1.一种基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，包括：在无散射介质和有散射介质的情况下，分别对光波导相控阵进行校准，得到光波导相控阵的校准后的扫描光束控制电压和平顶光束控制电压；所述光波导相控阵用于在校准后的扫描光束控制电压下以预设空间分辨率输出全视场的扫描光束，以及，在校准后的平顶光束控制电压下以多种不同空间分辨率输出全视场的平顶光束；通过所述光波导相控阵输出扫描光束的同时，检测探测器接收的扫描光束的回波信号的光场分布；当根据检测到的光场分布与先验光场分布判断出存在运动目标时，通过所述光波导相控阵输出的扫描光束，确定所述运动目标的运动信息和轮廓信息；根据所述运动目标的轮廓信息划分全视场，根据所述运动目标的运动信息和划分后的视场发出平顶光束，完成所述运动目标的散射成像；所述在无散射介质和有散射介质的情况下，分别对光波导相控阵进行校准，得到光波导相控阵的校准后的扫描光束控制电压和平顶光束控制电压，包括：在无散射介质的情况下，对所述光波导相控阵在每个第一扫描位置处的扫描光束控制电压进行校准，得到每个第一扫描位置处的校准后的扫描光束控制电压；各个第一扫描位置构成所述全视场；在有散射介质的情况下，对所述光波导相控阵在每种空间分辨率下的每个第二扫描位置处的平顶光束控制电压进行校准，得到多种不同空间分辨率中每种空间分辨率下的每个第二扫描位置处的校准后的平顶光束控制电压；各个第二扫描位置构成所述全视场；所述对所述光波导相控阵在每个第一扫描位置处的扫描光束控制电压进行校准，得到每个第一扫描位置处的校准后的扫描光束控制电压，包括：对于每个第一扫描位置，确定该第一扫描位置的目标光场分布、第m次随机扰动电压、第m次扫描光束控制电压和第m次步长；m为1时，第m次扫描光束控制电压为预设扫描光束控制电压，第m次步长为预设步长；m为大于或等于1的整数；根据目标光场分布、第m次扫描光束控制电压和第m次随机扰动电压，确定第m次基础评价值、第m次第一扰动评价值和第m次第二扰动评价值；根据第m次随机扰动电压、第m次扫描光束控制电压、第m次步长、第m次第一扰动评价值和第m次第二扰动评价值，确定第m次校准控制电压；当第m次校准控制电压满足停止迭代条件时，将第m次校准控制电压作为该第一扫描位置处的校准后的扫描光束控制电压；当未满足停止迭代条件时，根据第m-x次至第m次的基础评价值和校准控制电压，确定该第一扫描位置的第m+1次扫描光束控制电压和第m+1次步长，并确定第m+1次随机扰动电压；x为预设整数；根据目标光场分布、第m+1次扫描光束控制电压、第m+1次步长和第m+1次随机扰动电压，确定第m+1次校准控制电压，根据第m+1次校准控制电压是否满足停止迭代条件，确定该第一扫描位置处的校准后的扫描光束控制电压，或确定第m+2次扫描光束控制电压、第m+2次步长和第m+2次随机扰动电压，如此循环迭代，直至得到该第一扫描位置处的校准后的扫描光束控制电压。 2.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述根据目标光场分布、第m次扫描光束控制电压和第m次随机扰动电压，确定第m次基础评价值、第m次第一扰动评价值和第m次第二扰动评价值，包括：通过所述光波导相控阵在第m次扫描光束控制电压下生成第m次扫描光束，并检测得到第m次扫描光束的光场分布；根据所述目标光场分布和所述第m次扫描光束的光场分布，计算得到第m次基础评价值；将所述第m次扫描光束控制电压和所述第m次随机扰动电压分别进行累加与相减，对应得到累加电压与电压差；通过所述光波导相控阵分别在所述累加电压与所述电压差下，对应生成第m次第一扰动扫描光束和第m次第二扰动扫描光束，并对应检测得到第m次第一扰动扫描光束的第一光场分布，以及第m次第二扰动扫描光束的第二光场分布；根据所述目标光场分布和所述第一光场分布，计算得到第m次第一扰动评价值，以及，根据所述目标光场分布和所述第二光场分布，计算得到第m次第二扰动评价值。 3.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述方法还包括：通过所述光波导相控阵在所述第m次校准控制电压下输出扫描光束，并检测得到所述扫描光束的回波信号的光场分布；根据所述光场分布与所述目标光场分布，计算得到评价值；当所述评价值小于或等于预设评价阈值时，表明所述第m次校准控制电压满足所述停止迭代条件；当所述评价值大于所述预设评价阈值时，表明所述第m次校准控制电压未满足所述停止迭代条件。 4.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述当未满足停止迭代条件时，根据第m-x次至第m次的基础评价值和校准控制电压，确定该第一扫描位置的第m+1次扫描光束控制电压和第m+1次步长，包括：当未满足停止迭代条件时，根据第m-x次至第m次的基础评价值，计算得到第一变化趋势值和第二变化趋势值；当所述第一变化趋势值小于或等于第一预设值，且所述第二变化趋势值大于或等于第二预设值时，通过预设系数值减小所述第m次步长，得到第m+1次步长，并将所述第m次校准控制电压作为该第一扫描位置的第m+1次扫描光束控制电压；当所述第一变化趋势值大于所述第一预设值或所述第二变化趋势值小于所述第二预设值时，根据第m次校准控制电压、第m-1次校准控制电压和所述目标光场分布，计算得到第三变化趋势值；当所述第三变化趋势值大于或等于第三预设值时，通过预设系数值减小所述第m次步长，得到第m+1次步长，并将前m次得到的校准控制电压中最大的校准控制电压，作为该第一扫描位置的第m+1次扫描光束控制电压。 5.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述通过所述光波导相控阵输出的扫描光束，确定所述运动目标的运动信息和轮廓信息，包括：根据所述光波导相控阵在所述预设空间分辨率下向不同扫描位置处输出的扫描光束，通过轮廓检索算法得到所述运动目标的初始的最小外接矩形和初始的形心；根据所述初始的最小外接矩形和所述初始的形心，通过目标追踪算法，得到多个时刻下所述运动目标的最小外接矩形和形心；将所述最小外接矩形作为所述运动目标的轮廓信息；根据所述初始的形心和所述多个时刻下的形心，确定所述运动目标在x方向和y方向的运动速度，作为所述运动目标的运动信息。 6.根据权利要求1或5所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述根据所述运动目标的轮廓信息划分全视场，根据所述运动目标的运动信息和划分后的视场发出平顶光束，完成所述运动目标的散射成像，包括：将所述运动目标的轮廓信息的尺寸作为最小视场单元的尺寸，进行所述全视场的划分；根据所述运动目标的运动信息预估所述运动目标的位置；根据划分后的视场，通过所述光波导相控阵在特定空间分辨率下向预估的位置处输出平顶光束，完成所述运动目标的散射成像。 7.根据权利要求1所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，所述通过所述光波导相控阵输出扫描光束的同时，检测探测器接收的扫描光束的回波信号的光场分布，包括：通过所述光波导相控阵在所述预设空间分辨率下分别向各个不同的第一扫描位置处输出扫描光束，并同时检测探测器接收的扫描光束的回波信号的光场分布；所述方法还包括：将每个第一扫描位置处检测到的光场分布与每个第一扫描位置对应的先验光场分布进行对比，并当一个第一扫描位置处检测到的光场分布与对应的先验光场不同时，判断出存在所述运动目标；所述先验光场分布是在有散射介质的情况下，对所述光波导相控阵在所述预设空间分辨率下，且在全视场中各个不同的第一扫描位置处输出的扫描光束的回波信号的光场分布分别进行检测得到的。 8.根据权利要求4所述的基于光波导相控阵的运动目标散射成像方法，其特征在于，x为29，所述第一变化趋势值的计算公式如下： ；所述第二变化趋势值的计算公式如下： ；其中， 为所述第一变化趋势值， 为所述第二变化趋势值， =m-x， 为 的平均值， 为 的平均值。