[發明專利]一種用于穿墻雷達多目標檢測的方法

有效

• 申請號: 201410271196.8
• 申請日: 2014-06-18
• 公開（公告）號: CN104062638B
• 公開（公告）日: 2016-11-09
• 發明（設計）人: 崔國龍;趙曉華;易川;王世明;孔令講;楊曉波;劉建剛;張鵬;姚雪
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01S7/36
• 分類號: G01S7/36;G01S7/41;G01S13/89
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 李明光

技術領域

本發明涉及穿墻雷達成像技術領域，特別是涉及穿墻雷達多目標檢測中對多徑幻象干擾的抑制方法。

背景技術

穿墻雷達成像技術主要是利用電磁波穿透建筑墻體等障礙物，對建筑內隱蔽目標和建筑物布局成像，實現建筑物內隱蔽目標的檢測、定位和識別等，在反恐、執法、救援等領域具有重大應用價值和社會效益。封閉建筑環境下多重墻體對電磁波多次反射會帶來嚴重的多徑干擾，會產生大量多徑幻象，影響透視成像的質量。因此，封閉空間多徑干擾抑制是實現高質量隱蔽目標成像探測的核心技術之一。

國內外許多科研院所開展了封閉空間多徑干擾抑制方法的研究。美國維拉諾瓦大學提出了兩種多徑幻象干擾抑制方法：第一種(Setlur P,Amin M,Ahmad F.Multipath model and exploitation in through-the-wall and urban radar sensing[J].Geoscience and Remote Sensing,IEEE Transactions on,2011,49(10):4021-4034.)是基于墻體鏡面反射原理，計算多徑幻象干擾出現的圖像區域，將該區域像素搬移并疊加到目標圖像區域，實現對多徑幻象的抑制；第二種(Setlur P,Alli G,Nuzzo L.Multipath exploitation in through-wall radar imaging via point spread functions[J].2013.)是基于點擴散函數的多徑抑制方法，它首先利用第一種方法計算出多徑干擾位置，然后根據目標與多徑幻象構造特定的點擴散函數圖像(即多徑幻象區域置0，目標區域置1)，最后融合點擴散函數圖像與原雷達圖像，實現對多徑的抑制。實際應用中常需要對建筑物內多個目標進行成像探測，由于上述兩種方法在抑制多目標多徑幻象時，依舊按照抑制單目標多徑幻象的思路進行，沒有考慮多個目標位置與多徑幻象位置的復雜分布情形，因此當應用上述兩種方法進行多個目標檢測時，其成像的精確度對目標的位置分布有很大的依賴性，這種依賴性主要體現在如下兩個方面：(1)當目標位置比較分散，各個目標相距較遠時，上述方法能夠有效抑制多徑幻象；(2)當目標位置比較集中且各個目標相距較近時，上述兩種方法在抑制多徑幻象的同時會造成多徑幻象區域內的目標圖像丟失，出現目標漏檢的情況。因此，研究封閉空間多目標檢測的多徑幻象抑制方法在穿墻雷達成像中具有重要的實際應用價值。

發明內容

本發明基于一個目標所對應的多徑回波距離一定大于目標本身回波距離這一原則,提供一種適用于封閉空間多目標檢測的多徑幻象抑制方法，首先通過門限檢測將原始圖像二值化， 基于4-連通法標記二值化圖像得到一組連通域，將所有連通域按照其坐標均值到雷達中心點的距離由小到大依升序排序組成連通域序列；然后按照其坐標均值到雷達中心點的距離由小到大依升序依次分別分析判斷每個連通域是目標還是多徑幻象區域，最后保留判斷為目標的連通域，并把判斷為多徑幻象區域的連通域置零，從而實現多目標檢測和多徑幻象抑制。

本發明技術方案如下：

一種適用于穿墻雷達隱蔽目標成像的多目標多徑幻象抑制方法，處理流程如圖1所示，包括以下步驟：

步驟1.信號獲取：對于穿墻雷達系統，其陣列雷達的L個雷達單元沿平行于待測區域外墻面(該墻面所在墻體定義為前墻)的方向均勻分布，陣列雷達工作時各個雷達各自獨立進行信號的發射與回波信號的采集；

步驟2.連通域檢測：利用陣列雷達采集到的回波信號生成原始雷達圖像；設置門限對原始雷達圖像進行二值化處理得到由若干像素點組成的二值化圖像，對二值化圖像進行4-連通檢測，標記二值化圖像中的所有連通域；遍歷標記的連通域，將所有連通域按照其坐標均值到陣列雷達中心點的距離由小到大依升序排序合并成一個連通域序列D＝[D₁ D₂ … D_K]；

步驟3.多徑幻象位置的計算：對雷達成像場景區域內的任意坐標(x_p,y_p)，其多徑幻象的坐標可由如下的多徑幻象位置計算公式得出：