[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

本發(fā)明公開了一種基于多徑利用的多輸入多輸出雷達(dá)目標(biāo)定位方法，涉及多徑利用雷達(dá)目標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域。主要解決目標(biāo)位于雷達(dá)非直視區(qū)且墻體位置未知時(shí)的定位問題。首先通過雷達(dá)陣列旋轉(zhuǎn)的方式，同時(shí)利用后向投影成像算法估計(jì)墻體位置，然后對目標(biāo)進(jìn)行成像，提取出雷達(dá)圖像中的聚焦區(qū)域，然后根據(jù)聚焦區(qū)域中心到陣列中心的距離對聚焦區(qū)域進(jìn)行排序，最后根據(jù)多徑傳輸模型將聚焦區(qū)域與實(shí)際傳輸路徑匹配，并按不同的路徑結(jié)合墻體位置計(jì)算目標(biāo)位置。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是能準(zhǔn)確估計(jì)非直視區(qū)目標(biāo)的位置，且操作簡單，不暴露操作人員位置。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及多徑利用雷達(dá)目標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及目標(biāo)位于雷達(dá)非直視區(qū)且墻體位置未知時(shí)的單目標(biāo)定位方法。

背景技術(shù)

多徑利用雷達(dá)目標(biāo)定位技術(shù)領(lǐng)域主要利用電磁波在建筑物表面的鏡面反射和衍射，對位于雷達(dá)非直視區(qū)的隱秘目標(biāo)進(jìn)行檢測、定位和識(shí)別，在城市巷戰(zhàn)、反恐作戰(zhàn)、災(zāi)難救援等領(lǐng)域具有重大的應(yīng)用價(jià)值。電磁波在拐角巷道內(nèi)傳播時(shí)，存在許多不同的傳播路徑，其中利用墻角的電磁波衍射可以探測到目標(biāo)，同時(shí)，由于巷道光滑墻體的存在，電磁波從發(fā)射雷達(dá)發(fā)射出去之后會(huì)在墻體表面進(jìn)行一次或者多次反射，以此也可以探測到目標(biāo)。

國內(nèi)外許多研究機(jī)構(gòu)開展了非直視情況下利用多徑回波對目標(biāo)探測的研究。荷蘭國防研究局利用多徑回波產(chǎn)生的距離-多普勒圖像區(qū)分不同的動(dòng)目標(biāo)(Deiana,D.,Kossen,A.S.,van?Rossum,W.L.:'Multipath?exploitation?in?an?urban?environment?using?aMIMO?surveillance?radar'.International?Radar?Symposium,Vilnius,Lithuania,2010,pp.1-4.),瑞典國防研究局利用多徑回波成功獲取了動(dòng)目標(biāo)的微多普勒特征(Gustafsson,M.,Andersson,Asa.,Johansson,T.,et?al.:'Extraction?of?Human?Micro-Doppler?Signature?in?an?Urban?Environment?Using?a?Sensing-Behind-the-CornerRadar',IEEE?Geoscience?and?Remote?Sensing?Letters,2016,13,(2),pp.187-191).

上述研究只是利用多徑探測到了目標(biāo)，并未實(shí)現(xiàn)目標(biāo)的定位。伊利諾大學(xué)芝加哥分校提出了利用點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)和復(fù)合點(diǎn)擴(kuò)散函數(shù)對隱秘目標(biāo)進(jìn)行定位的方法(Setlur,P.,Negishi,T.,Devroye,N.,et?al.:'Multipath?Exploitation?in?Non-LOS?UrbanSynthetic?Aperture?Radar',IEEE?Journal?of?Selected?Topics?in?SignalProcessing,2014,8,(1),pp.137-152).伊爾默瑙工業(yè)大學(xué)提出了利用不同多徑回波對動(dòng)目標(biāo)進(jìn)行定位的方法(Zetik,R.,Eschrich,M.,Jovanoska,S.,et?al.:'Looking?behind?acorner?using?multipath-exploiting?UWB?radar',IEEE?Transactions?on?Aerospaceand?Electronic?Systems,2015,51,(3),pp.1916-1926)，它從目標(biāo)回波中提取出衍射和一次反射以及兩者組合回波，然后利用場景幾何結(jié)構(gòu)對目標(biāo)進(jìn)行定位。但是上述方法都假設(shè)建筑物位置已知，在實(shí)際應(yīng)用中，墻體位置一般未知。因此研究墻體位置未知環(huán)境下的非直視目標(biāo)定位問題具有重要的價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明為解決上述問題，提出了一種適用于墻體位置未知環(huán)境下的非直視目標(biāo)定位方法，首先利用后向投影成像算法估計(jì)墻體位置，然后對目標(biāo)進(jìn)行成像，提取出雷達(dá)圖像中的聚焦區(qū)域，然后根據(jù)聚焦區(qū)域中心到陣列中心的距離對聚焦區(qū)域進(jìn)行排序，最后根據(jù)多徑傳輸模型將聚焦區(qū)域與實(shí)際傳輸路徑匹配，并按不同的路徑結(jié)合墻體位置計(jì)算目標(biāo)位置。

本發(fā)明技術(shù)方案如下：