[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

技術領域

本發明屬于生物雷達生命探測技術領域，具體涉及一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算方法及系統。?

背景技術

生物雷達是一種用于生命體目標探測和識別的特殊雷達技術。該技術主要以人體為探測目標，以雷達發射的電磁波為載體來獲取人體目標的信息。它的最大的優勢是具備穿透墻壁、廢墟等障礙物的能力，因此在國家安全、應急救援等領域具有廣泛的應用前景。?

在實際應用中，人們首先關注的是是否有人存在，即是否至少有一個人存在。因此現階段生物雷達技術基本以單個目標的探測為主。隨著這一技術的實現，人們會進一步關注人體目標的數量，即到底有多少人存在。比如說地震發生后搜尋廢墟下壓埋的幸存者，反恐行動中隔墻監視建筑物內的恐怖分子等。但是到目前為止，尚沒有方法解決這一問題，特別是在沒有任何先驗知識的情況下。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算方法及系統，該方法基于多天線UWB生物雷達系統，能夠在不具備先驗知識的條件下準確估算出人體目標個數。?

本發明是通過以下技術方案來實現：?

一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算系統，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。?

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。?

所述各個獨立的回波數據通道間采用加強電源隔離設計。?

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。?

一種基于UWB生物雷達的多個人體目標估算方法，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；?