大幅宽SAR图像嵌入式舰船实时检测系统设计

来源：计算机工程与应用杂志2024年第1期北京时间：

作者：陆天宇, 徐湛, 崔红元, 龚昊, 王琤

单位：1.北京信息科技大学 信息与通信工程学院，北京 100101 ；2.中国科学院大学 计算机科学与技术学院，北京 100089 ；3.北京雷鹰科技有限公司，北京 100080

摘要：针对星载或机载高分辨率合成孔径雷达（synthetic aperture radar，SAR）实时成像后的大幅宽SAR图像舰船实时检测的应用需求，传统的基于FPGA+DSP的嵌入式系统很难同时实现SAR成像处理和基于人工智能技术的大幅宽SAR图像舰船实时检测，为此设计了一种基于3U VPX FPGA+GPU架构的大幅宽SAR图像嵌入式舰船实时检测系统；提出了一种基于YOLOv5s的舰船检测模型，采用基于L2-范数稀疏性惩罚的缩放因子控制法进行轻量化，轻量化舰船检测模型的参数量减小了47.39%，计算量减少了18.67%，平均检测精度为0.968；将轻量化舰船检测模型应用于大幅宽SAR图像嵌入式舰船实时检测系统，并针对典型的10 km×10 km的大幅宽图像应用场景，设计开发基于多线程技术和基于GPU的众核并行计算技术的大幅宽SAR图像嵌入式实时检测系统软件；通过公开的SAR数据集进行功能验证和性能评估，该系统能够满足不同分辨率的大幅宽SAR图像舰船实时检测需求。

关键词：合成孔径雷达（SAR）,YOLOv5s,轻量化,图形处理器（GPU）,实时舰船检测