[發明專利]基于微動特性的車載目標識別系統及其識別方法

有效

• 申請號: 201410428475.0
• 申請日: 2014-08-27
• 公開（公告）號: CN104215952B
• 公開（公告）日: 2017-06-06
• 發明（設計）人: 王敏;陳景東;王勇
• 申請（專利權）人: 蘇州聞捷傳感技術有限公司
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/52
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙)61218
• 代理人: 惠文軒

1.基于微動特性的目標識別方法，應用于基于微動特性的車載目標識別系統，所述車載目標識別系統包括：安裝在車輛前方的信號發射模塊、安裝在車輛前方的信號接收模塊、設置在車輛上的模數轉換器、設置在車輛上的數字信號處理器、以及安裝在車輛操控臺上的顯示器，所述模數轉換器的輸入端電連接所述信號接收模塊的輸出端，輸出端電連接所述數字信號處理器的輸入端，所述數字信號處理器的輸出端電連接顯示器，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

S1：所述信號發射模塊向車輛前方發射射頻信號，并將射頻信號傳輸至所述信號接收模塊；

S2：所述信號接收模塊接收回波信號，然后，根據射頻信號和回波信號，生成相互正交的I通道差頻模擬信號和Q通道差頻模擬信號；

S3：所述模數轉換器分別對I通道差頻模擬信號和Q通道差頻模擬信號進行模數轉換，將模數轉換得出的I通道差頻數字信號和Q通道差頻數字信號發送至所述數字信號處理器；

其中，所述I通道差頻模擬信號表示為I(t)，t為離散時間變量，所述Q通道差頻模擬信號表示為Q(t)；S4：所述數字信號處理器將I通道差頻數字信號和Q通道差頻數字信號合并為回波基頻信號；通過對所述回波基頻信號進行恒虛警檢測，來判斷對應時刻是否出現目標；所述目標為車輛或行人；

其中，所述數字信號處理器將I通道差頻數字信號I(t)和Q通道差頻數字信號Q(t)合并為回波基頻信號s(t)；

在步驟S4中，得出所述目標的距離R和所述目標的速度v：

$R=\frac{c}{4\mathrm{\Δ}f}\frac{f_b^{+}+f_b^{-}}{2T}$

$v=\frac{c(f_b^{+}-f_b^{-})}{4f_0}$

其中，c為光速，Δf為線性調頻連續波的最大頻偏，f₀為線性調頻連續波的中心頻率，正向調頻時差拍信號頻率，為負向調頻時差拍信號頻率，和分別為：

$f_b^{+}=f_t-f_r,f_b^{-}=f_r-f_t$

其中，f_t為射頻信號的頻率，f_r為回波信號的頻率；

S5：對應時刻有目標出現時，所述數字信號處理器得出對應目標的速度；然后根據對應目標的速度，得出對應目標的類別；

其中，所述目標的速度v，判斷目標的類別，當目標的速度v超過設定速度閾值時，所述目標的類別為車輛；反之當目標的速度v小于或等于設定速度閾值時，所述目標的類別為行人；

在步驟S5中，對應時刻有目標出現時，所述數字信號處理器對對應回波基頻信號進行時頻分析，得出對應回波基頻信號的時頻譜S(t，f)，S(t，f)為：

S(t，f)＝∫s(τ)·w(τ-t)·exp(-j2πfτ)dτ

其中，f表示離散頻率變量，τ時間積分變量，w(t)表示窗函數，

然后得出對應回波基頻信號的時頻圖，所述對應回波基頻信號的時頻圖為S(t，f)離散化后時頻圖；

然后，根據S(t，f)離散化后時頻圖，得出對應目標的時頻特征，所述對應目標的時頻特征為時頻熵f₁或對應目標的平均瞬時多普勒譜的熵f₂，f₁為：

$f_1=-\underset{j=1}{\overset{M}{\Σ}}\underset{i=1}{\overset{N}{\Σ}}{p}_{ij}{\log }_{10}{p}_{ij}$

其中，i、j分別表示對應回波基頻信號的時頻圖中第i行第j列位置處的像素點，M和N分別為對應回波基頻信號的時頻圖的行數和列數，S(t_i，f_j)表示對應回波基頻信號的時頻圖中第i行第j列位置處的像素點的能量；

f₂為：

$f_2=-\underset{k=1}{\overset{K}{\Σ}}{\mathrm{\ρ}}_k{\log }_{10}{\mathrm{\ρ}}_k$

其中，F(f_k)為F(f)的第k個傅里葉變換值，K為g(t)的快速傅里葉變換點數，S(t，f_k)為對應回波基頻信號的時頻圖中第k列的所有能量值構成的列向量，|S(t，f_k)|表示對S(t，f_k)取模。