[發(fā)明專利]一種針對墻體位置未知的角落目標(biāo)定位方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811030816.3
• 申請日: 2018-09-05
• 公開（公告）號: CN109270526B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 崔國龍;樊士豪;郭世盛;李松林;李虎泉;高緒宇;王明陽;孔令講;楊曉波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G01S13/89
• 分類號: G01S13/89
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 陳一鑫

1.一種針對墻體位置未知的角落目標(biāo)定位方法，該方法包括：

步驟1：角落目標(biāo)多徑傳輸環(huán)境參數(shù)初始化

巷道的兩面平行墻體Wall-1和Wall-2的位置記為D₁、D₂，與Wall-1垂直的墻體為Wall-3，兩者組成的墻角位置記為(x_c,y_c)，其中x_c、y_c分別為墻角的x軸坐標(biāo)、y軸坐標(biāo)；位于雷達(dá)非直視區(qū)的目標(biāo)位置記為(x_p,y_p)；雷達(dá)探測目標(biāo)的兩種路徑記為Path-Ⅰ、Path-Ⅱ，Path-Ⅰ表示雷達(dá)發(fā)射的電磁波經(jīng)過墻體Wall-2的一次鏡面反射探測到目標(biāo)的傳輸路徑，Path-Ⅱ表示雷達(dá)發(fā)射的電磁波經(jīng)過墻體Wall-2的一次鏡面反射和墻體Wall-1的一次鏡面反射探測到目標(biāo)的傳輸路徑；所述雷達(dá)為MIMO雷達(dá)；

步驟2、獲取墻體位置：

步驟2.1、將雷達(dá)陣列放置于與墻角共線的位置，波束方向?qū)χ鴫wWall-3方向；

步驟2.2、運(yùn)用后向投影成像算法獲取墻體Wall-3的圖像；

步驟2.3、利用霍夫變換直線提取方法，將上述圖像中Wall-3所在直線和Wall-3所產(chǎn)生的虛擬圖像所在直線提取出來，求解兩直線交點(diǎn)，得到墻體Wall-1位置；

步驟2.4、在雷達(dá)陣列中心不變的情況下旋轉(zhuǎn)陣列，使其波束方向?qū)χ硪幻嫫叫袎wWall-2；對該墻體用后向投影算法進(jìn)行成像，對圖像聚焦區(qū)域提取，獲得墻體Wall-2的位置；

步驟3：采用雷達(dá)照射墻體，根據(jù)獲得的回波信號進(jìn)行目標(biāo)位置獲??；

步驟3.1、對目標(biāo)探測回波進(jìn)行成像，獲得成像結(jié)果，記為I_o(·)；

步驟3.2、提取出I_o(·)的多個聚焦區(qū)域，并按照聚焦區(qū)域中心到陣列中心距離從小到大的順序，對聚焦區(qū)域進(jìn)行排序，得到聚焦區(qū)域序列，記為[A₁₁,A₁₂,A₂₂]，并將三個聚焦區(qū)域的中心分別記為(x₁,y₁)、(x₂,y₂)、(x₃,y₃)；

步驟3.3、對于聚焦區(qū)域A₁₁，根據(jù)幾何關(guān)系，目標(biāo)位置計(jì)算為：

步驟3.4、對于聚焦區(qū)域A₂₂，根據(jù)幾何關(guān)系，目標(biāo)位置計(jì)算為：

步驟3.5、對于聚焦區(qū)域A₁₂，根據(jù)幾何關(guān)系，目標(biāo)位置由下面方程解出：

其中，表示兩個以路徑Path-Ⅰ探測目標(biāo)的發(fā)射天線坐標(biāo)，表示兩個以路徑Path-Ⅱ探測目標(biāo)的接收天線坐標(biāo)；||·||為二范數(shù)；

步驟3.6、對以上三個結(jié)果求平均，可得最終目標(biāo)位置。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種針對墻體位置未知的角落目標(biāo)定位方法，其特征在于所述步驟2的具體方法為：

步驟2.1、將雷達(dá)陣列放置于與墻角共線的位置，波束方向?qū)χ鴫wWall-3方向；

步驟2.2、運(yùn)用后向投影成像算法獲取墻體Wall-3的圖像，由于墻體具有較強(qiáng)的散射系數(shù)，圖像中將有明顯的Wall-3的圖像；又由于后向投影成像算法基于距離的成像特性，在Wall-3關(guān)于陣列對稱的位置，出現(xiàn)另一個虛擬墻體圖像；

步驟2.3、利用霍夫變換直線提取方法，將上述圖像中Wall-3所在直線提取出來，用符號Line1表示，同時將Wall-3的虛擬墻體圖像所在直線提取出來，用符號Line2表示；由于Line1與Line2關(guān)于雷達(dá)陣列所在直線對稱，且雷達(dá)陣列與墻角共線，可知兩條直線的交點(diǎn)就是墻角所在位置；因此求解兩條直線Line1與Line2的交點(diǎn)，即可獲得墻角位置(x_c,y_c)，由于墻角由兩面相互垂直的墻體構(gòu)成，所以墻體Wall-1的位置即可獲得，為D₁＝x_c；

步驟2.4、在雷達(dá)陣列中心不變的情況下旋轉(zhuǎn)陣列，使其波束方向?qū)χ硪幻嫫叫袎wWall-2；對該墻體用后向投影算法進(jìn)行成像，對圖像聚焦區(qū)域提取，即可獲得墻體Wall-2的位置D₂。