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穿墙雷达隐藏目标探测技术能够实现未知场景的探测成像,在灾后救援、防恐维安等场景中起着至关重要的作用。现有的UWB MIMO雷达在工作过程中需要多个天线阵元同时进行数据的发射和接收,如此便对处理机的性能提出了较高要求,实现成本高。因此,本论文采用时分复用UWB MIMO雷达,针对隐藏人体的检测和定位进行以下研究:
1、针对现有方法不能有效区分静止人体和物体、定位准确度低的问题,提出了一种基于方差系数像素逐点加权的静止人体检测定位方法。该方法对于每一像素点,利用回波信号在以该像素点为中心、呼吸幅度对应采样数为长度的区间内的最大采样值进行延时求和(M_DAS)波束形成,像素点对应的最大相干系数(MCF)用于旁瓣抑制、不同通道回波采样值的方差系数(VF)进行加权,实现静止人体与物体的有效区分与定位。理论性模拟实验和实测数据处理结果表明,该方法能够充分利用回波信号能量实现场景内物体和静止人体的区分,并对多个静止人体准确定位。
2、针对所有成像点加权处理增加计算复杂度且加权因子受主观经验影响较大的问题,提出了一种基于呼吸能量方位角度扫描加权的静止人体检测定位方法。首先利用 M_DAS 波束形成法求得所有扫描角度对应的一维距离像,得到极化坐标场景图像。然后对比判决所有角度一维距离像的最大像素值判断可能存在目标的扫描角度,最后利用该角度上成像点的慢时间采样信号在人体呼吸频率段内的能量和对其像素值进行加权,实现多个静止人体的检测和定位。理论性模拟实验和实测数据处理结果表明,该方法仅对可能存在目标的扫描角度的一维距离像进行加权,降低了计算复杂度,同时提高了多个静止人体检测定位的准确度。
3、针对现有运动人体研究中微多普勒特征分析和运动轨迹重现不能同时进行的问题,首先基于成像目标位置时变特征实现运动人体检测,然后利用几种常用的联合时频分析方法对该运动过程产生的微多普勒特征进行分析,结合实测数据处理结果分析不同方法对运动回波信号的时频分析性能和不同运动对应微多普勒特征的差异性,为动作的分类识别研究做准备。
1、针对现有方法不能有效区分静止人体和物体、定位准确度低的问题,提出了一种基于方差系数像素逐点加权的静止人体检测定位方法。该方法对于每一像素点,利用回波信号在以该像素点为中心、呼吸幅度对应采样数为长度的区间内的最大采样值进行延时求和(M_DAS)波束形成,像素点对应的最大相干系数(MCF)用于旁瓣抑制、不同通道回波采样值的方差系数(VF)进行加权,实现静止人体与物体的有效区分与定位。理论性模拟实验和实测数据处理结果表明,该方法能够充分利用回波信号能量实现场景内物体和静止人体的区分,并对多个静止人体准确定位。
2、针对所有成像点加权处理增加计算复杂度且加权因子受主观经验影响较大的问题,提出了一种基于呼吸能量方位角度扫描加权的静止人体检测定位方法。首先利用 M_DAS 波束形成法求得所有扫描角度对应的一维距离像,得到极化坐标场景图像。然后对比判决所有角度一维距离像的最大像素值判断可能存在目标的扫描角度,最后利用该角度上成像点的慢时间采样信号在人体呼吸频率段内的能量和对其像素值进行加权,实现多个静止人体的检测和定位。理论性模拟实验和实测数据处理结果表明,该方法仅对可能存在目标的扫描角度的一维距离像进行加权,降低了计算复杂度,同时提高了多个静止人体检测定位的准确度。
3、针对现有运动人体研究中微多普勒特征分析和运动轨迹重现不能同时进行的问题,首先基于成像目标位置时变特征实现运动人体检测,然后利用几种常用的联合时频分析方法对该运动过程产生的微多普勒特征进行分析,结合实测数据处理结果分析不同方法对运动回波信号的时频分析性能和不同运动对应微多普勒特征的差异性,为动作的分类识别研究做准备。