[發明專利]一種基于距離-多普勒量測的多站雷達人體跟蹤方法

有效

• 申請號: 201610846698.8
• 申請日: 2016-09-23
• 公開（公告）號: CN106468772B
• 公開（公告）日: 2018-10-23
• 發明（設計）人: 張洪林;李迎雪;王勇
• 申請（專利權）人: 南京特藝科技有限公司
• 主分類號: G01S13/72
• 分類號: G01S13/72;G01S13/58;G01S13/42;G01S7/41
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 李娜

1.一種基于距離-多普勒量測的多站雷達人體跟蹤方法，技術方案包括以下處理步驟：

第一步，對各通道接收的回波進行預處理

(a)各通道接收回波為解線調頻處理后的信號，對信號做一維傅里葉變換，去除殘余視頻相位，得到目標慢時間-距離像；

(b)運用指數平均背景相消法進行雜波抑制，得到雜波抑制后的慢時間-距離像；

第二步，計算瞬時距離-多普勒像

(a)對雜波抑制后，某一時刻特定時間窗內的慢時間-距離像進行Keystone變換，消除目標跨距離單元徙動；

(b)對Keystone變換后的數據，沿慢時間維做傅里葉變換，得到瞬時距離-多普勒像I^k(n,m)，其中，I代表瞬時距離-多普勒像，n＝1,2,…,n為距離維采樣，m＝1,2,…,m為多普勒維采樣，k＝1,2,3為通道標識；

第三步，目標檢測

運用排序統計恒虛警檢測器，對第二步得到的瞬時距離-多普勒像進行目標檢測；排序統計恒虛警檢測器輸出可表示為：

其中，Th表示排序統計恒虛警檢測器估計的自適應閥值；將檢測到的目標索引添加入候選目標量測集合M^k中，

第四步，量測估計

(a)量測范圍收縮

人體跟蹤僅需要人體的軀干量測，人體肢體產生的量測可視為雜波；人體肢體在距離-多普勒像上擴展面積通常小于人體軀干，定義一個矩形窗：

其中，(n,m)∈M^k，N_r和N_f分別為人體軀干在距離-多普勒像上的擴展寬度；若：

G(n,m)＜β(N_r+1)(N_f+1) (3)

則以(n,m)為中心的目標擴展較小，可將該目標視為雜波，從M^k刪除量測(n,m)；其中，β是一個設定的標量因子,0＜β＜1；

(b)人體距離-多普勒量測估計

將瞬時距離-多普勒像中人體軀干能量最強點視為量測估計；基于索引集合M^k，在瞬時距離-多普勒像I^k中尋找能量最大值；若I^k(n,m)，(n,m)∈M^k，對應于能量最強點，將索引(n,m)添加入量測估計集合中，并且從M^k中刪除屬于矩形窗W(n+p,m+q)，的量測；然后搜索下一個量測，直至候選量測集合M^k為空；

第五步，目標定位

融合各通道中所有距離-多普勒量測，將所有滿足均方誤差條件的位置估計作為目標定位點；

第六步，目標跟蹤

將第五步得到的定位點和速度作為目標跟蹤系統的輸入，運用卡爾曼濾波器，基于最近鄰準則，進行多目標跟蹤。