[發明專利]一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算方法及系統

有效

• 申請號: 201310544785.4
• 申請日: 2013-11-06
• 公開（公告）號: CN103616729A
• 公開（公告）日: 2014-03-05
• 發明（設計）人: 呂昊;王健琪;荊西京;李釗;于霄;焦騰;張楊;薛慧君
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍第四軍醫大學
• 主分類號: G01V3/12
• 分類號: G01V3/12;G01S13/88
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 陸萬壽

1.一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算系統，其特征在于，包括雷達主機、天線陣列和計算機，所述的雷達主機包括脈沖發生器、發射機、中央控制器、延時器及若干個接收單元；所述的天線陣列包括1個發射天線和3個接收天線，發射天線與雷達主機的發射機相連，每個接收天線與一個接收單元相連形成一個雷達回波數據通道；所述的接收單元包括接收機及與接收機相連的模數轉換器，每個模數轉換器的輸出端均與中央控制器相連，中央控制器與計算機交互實現通信；

脈沖發生器產生周期性窄脈沖信號：一部分送至發射機整形，然后通過發射天線輻射出去；另一部分窄脈沖信號被送至延時器產生控制信號，并觸發接收單元對回波信號在距離上進行選擇性接收。

2.根據權利要求1所述的一種能夠估算多個人體目標的UWB生物雷達系統，其特征在于，所述天線陣列采用線陣排列方式，以發射天線為中心，第一接收天線與發射天線相鄰設置，第二接收天線和第三接收天線分別對稱設置于發射天線的兩側，且第二接收天線、第三接收天線與發射天線的距離均為0.3～1m。

3.根據權利要求1所述的一種能夠估算多個人體目標的UWB生物雷達系統，其特征在于，所述各個獨立的回波數據通道間采用加強電源隔離設計。

4.根據權利要求1～3中任意一項所述的一種能夠估算多個人體目標的UWB生物雷達系統，其特征在于，UWB生物雷達采用沖激脈沖體制，發射脈沖的寬度控制在ns級別，對應的頻譜寬度和中心頻率均為500MHz；發射天線與接收天線均采用蝶形偶極子天線，且與雷達主機之間使用屏蔽同軸線纜連接。

5.一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算方法，其特征在于，包括以下步驟：

1）數據采集

UWB生物雷達系統的若干個雷達回波數據通道采樣后，將得到的回波數據送至計算機進行存儲和處理；

2）通道內處理

首先，對得到的回波數據采用呼吸檢測算法獲取人體呼吸信號；其次，對檢測到的人體呼吸信號采用自適應對消方法抑制不同人體目標之間呼吸信號的相互干擾；最后，通過目標識別算法設定能量閾值對目標個體進行識別；

3）通道間處理

對步驟2）識別到的每個通道內的人體目標識別點對應的波形按照式（1）計算通道間的相關系數r_ij：

rij=ΣSiSj[ΣSi2ΣSj2]1/2---(1)]]>

其中，S_i和S_j表示兩個通道上的波形，其中i,j=1,2,3……，且i≠j；

設定閾值A，將計算得到的相關系數r_ij與該閾值A進行對比，進行不同目標的區分：對于各個通道識別結果中的目標點，必須存在另一通道目標點與其相關系數大于該設定的閾值A，否則視為雜波；通道間相關系數大于該設定的閾值A的目標點被視為來自同一目標；

4）最后，將各個通道內的雜波去除，將目標分類，得到人體目標個數。