(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202210363210.1 (22)申请日 2022.04.08 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 114460555 A (43)申请公布日 2022.05.10 (73)专利权人 哈尔滨工业大 学 （深圳） （哈尔滨 工业大学深圳科技创新研究院） 地址 518055 广东省深圳市南 山区桃源街 道深圳大 学城哈尔滨工业大 学校区 (72)发明人 周盈利　李旭涛　姜昊　叶允明　 (74)专利代理 机构 北京隆源天恒知识产权代理 有限公司 1 1473 专利代理师 林安堂 (51)Int.Cl. G01S 7/41(2006.01)G01S 13/95(2006.01) G06T 3/40(2006.01) G06T 9/00(2006.01) G06V 10/80(2022.01) G06V 10/82(2022.01) 审查员 易锋 (54)发明名称 一种雷达回波外 推方法、 装置及存 储介质 (57)摘要 本发明提供了一种雷达回波外推方法、 装置 及存储介质， 方法包括： 获取指定区域当前时刻 的当前雷达回波图和当前卫星云图， 以及过去一 段时间的历史雷达回波图和历史卫星云图； 采用 第一IIA‑GRU编码器对所述当前雷达回波图和所 述历史雷达回波图进行编码处理， 获得第一编码 图像； 采用第二IIA ‑GRU编码器对所述当前卫星 云图和所述历史卫星云图进行编码处理， 获得第 二编码图像； 基于融合门控机制对 所述第一编码 图像和所述第二编码图像进行融合， 并采用IIA ‑ GRU解码器对融合结果进行解码， 获得所述指定 区域未来一段时间内的雷达回波图像。 本发明的 技术方案提高了 长序列雷达回波的预测准确性。 权利要求书3页 说明书11页 附图3页 CN 114460555 B 2022.08.23 CN 114460555 B 1.一种雷达回波外推方法， 其特 征在于， 包括： 获取指定区域当前时刻的当前雷达回波图和当前卫星云图， 以及过去一段时间的历史 雷达回波图和历史卫星云图； 采用第一IIA ‑GRU编码器对所述当前雷达回波图和所述历史雷达回波图进行编码处 理， 获得第一编码图像； 采用第二IIA ‑GRU编码器对所述当前卫星云图和所述历史卫星云图 进行编码处理， 获得第二编码图像； 其中， 所述编码处理包括对当前图像进行特征提取， 获 得隐藏层特征图像； 基于交互注意力机制， 对所述隐藏层特征图像和对应的历史图像进行 拼接， 获得拼接图像； 基于双向注意力信息提取机制， 对所述拼接图像进行空间信息融合， 获得所述编码图像； 所述当前图像包括所述当前雷达回波图和所述当前卫星云图， 所述历 史图像包括所述历史雷达回波图和所述历史卫星云图； 基于门控机制对所述第一编码图像和所述第二编码图像进行融合， 并采用IIA ‑GRU解 码器对融合结果进行解码， 获得所述指定区域未来一段时间内的雷达回波图像； 所述第一 IIA‑GRU编码器和所述第二IIA ‑GRU编码器表示用于编码的基于信息交互注意力的循环卷 积神经网络， 所述IIA ‑GRU解码器表示用于解码的基于信息交互注意力的循环卷积神经网 络； 所述基于双 向注意力信息提取机制， 对所述拼接 图像进行空间信息融合， 获得所述编 码图像包括： 采用最大池化层和平均池化层确定所述拼接图像各个通道的第 一权重， 根据 所述第一 权重对各个通道进行加权求和， 获得第一权 重图像； 基于空间自注意力机制， 确定所述拼接 图像中各不同位置的第二权重， 根据所述第二 权重对各个位置进行加权求和， 获得第二权 重图像； 采用Sum Fusion操作对所述第一权重图像和所述第二权重图像进行信息融合， 获得所 述编码图像。 2.根据权利要求1所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述对当前图像进行特征提 取之前， 还 包括： 对所述当前图像和所述历史图像进行下采样， 获得下采样处理后的所述当前图像， 以 及下采样处 理后的所述历史图像。 3.根据权利要求1所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述基于交互注意力机制， 对所述隐藏层特 征图像和对应的历史图像进行拼接， 获得拼接图像包括： 基于交互注意力 机制， 对当前时刻的所述隐藏层特征图像和过去一段时间的所述历史 图像进行时间维度的交 互， 获得处 理后的图像； 对所述处 理后的图像和所述隐藏层特 征图像进行拼接， 获得 所述拼接图像。 4.根据权利要求1至3任一项所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述基于门控机 制对所述第一编码图像和所述第二编码图像进行融合包括： 基于遗忘门机制， 采用第一公式对所述第一编码图像和所述第二编码图像进行融合， 获得所述融合结果， 所述第一公式包括：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 114460555 B 2, 其中， 表示更新门的输出， 表示时间步， 表示 sigmoid 激活函数， 和 表示更新门的权重参数， 表示所述第一编码图像， 表示所述第二编码图像， 表示遗忘门的输出， 和 表示遗忘门的权重参数， 表示候选隐藏状态， 表示 激活函数， 和 表示候选隐藏状态的权重参数， 表示所述融 合结果。 5.根据权利要求1至3任一项所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述采用第一 IIA‑GRU编码器对所述当前 雷达回波图和所述历史雷达回波图进行编码处 理之前， 还 包括： 获取所述指定区域过去一段时间的历史雷达回波图序列和历史卫星云图序列； 对所述历史雷达回波图序列和所述历史卫星云图序列进行时间匹配和空间匹配， 获得 处理后的雷达回波图序列和处 理后的卫星云图序列； 采用所述处理后的雷达回波图序列和所述处理后的卫星云图序列训练待训练 的模型， 获得训练好的模型， 所述模型包括所述第一IIA ‑GRU编码器、 所述第二IIA ‑GRU编码器和所 述IIA‑GRU解码器。 6.根据权利要求5所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述对所述历史雷达回波图 序列和所述历史卫星云图序列进行时间匹配和空间匹配包括： 统一所述历史雷达回波图序列和所述历史卫星云图序列的时区， 获得统一后的雷达回 波图序列和统一后的卫星云图序列； 在所述统一后的雷达回波图序列和所述统一后的卫星云图序列中选取多个样本， 所述 样本包括多个不同时刻的雷达回波图和对应的卫星云图； 对所述样本 中的所述卫星云图进行插值处理， 统一所述卫星云图和所述雷达回波图的 空间面积。 7.根据权利要求6所述的雷达回波外推方法， 其特征在于， 所述对所述样本 中的所述卫 星云图进行插值处 理， 统一所述 卫星云图和所述雷达回波图的空间面积包括： 对于所述雷达回波图中的每个像素点， 基于面积加权计算方法， 根据所述像素点的多 个最近邻像素点的经纬度计算所述像素点的像素值； 将所述像素值作为各个所述像素点的卫星数据， 生成与 所述雷达回波图的空间面积相 匹配的所述 卫星云图。 8.一种雷达回波外推装置， 其特 征在于， 包括： 获取模块， 用于获取指定区域当前时刻的当前雷达回波图和当前卫星云图， 以及过去 一段时间的历史雷达回波图和历史卫星云图； 编码模块， 用于采用第一IIA ‑GRU编码器对所述当前雷达回波图和所述历史雷达回波 图进行编码处理， 获得第一编码图像； 采用第二IIA ‑GRU编码器对所述当前卫星云图和所述权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 114460555 B 3