[發明專利]一種人體微動回波仿真方法

有效

• 申請號: 201910362058.3
• 申請日: 2019-04-30
• 公開（公告）號: CN110045347B
• 公開（公告）日: 2022-11-18
• 發明（設計）人: 周峰;李雅欣;石曉然;劉磊;樊偉偉;白雪茹
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/58
• 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

1.一種人體微動回波仿真方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，計算人體各節點的三維坐標和各部位的長度，分別對各部位進行建模，獲得各部位的模型；并對所述各部位的模型剖分，分別獲得各部位的模型的網格信息；

步驟2，計算所述各部位的模型的實時運動參數，所述實時運動參數包含平移參數和旋轉參數；

步驟3，設置雷達參數，結合所述各部位的模型的網格信息和所述實時運動參數，利用物理光學法計算運動人體的電磁散射特性，獲得運動人體的雷達目標截面積；

步驟4，根據所述運動人體的雷達目標截面積，使用三次樣條插值構成時變的人體雷達微動序列。

2.根據權利要求1所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，步驟1包含以下子步驟：

子步驟1a，基于卡內基梅隆大學的運動捕獲數據文件，構建人體各節點的連接關系；

子步驟1b，根據所述人體各節點的連接關系，構建人體各節點的運動關系；其中，根節點的運動由三維坐標表示，其他子節點的運動由其相對父節點的自由變量表示，所述自由變量包含平移變量和旋轉變量；

子步驟1c，基于卡內基梅隆大學的運動捕獲數據文件，提取人體各節點的運動信息；所述運動信息包含根節點的三維坐標和其他子節點相對其父節點的自由變量；

子步驟1d，根據所述人體各節點的連接關系、人體各節點的運動關系和人體各節點的運動信息，從根節點開始，逐級計算人體各節點的三維坐標；

子步驟1e，根據所述人體各節點的三維坐標，計算相連節點在三維空間中的平均距離，估計對應部位的長度；

子步驟1f，分別使用橢球對人體各部位進行建模，獲得各部位的模型；

子步驟1g，設置剖分參數，對所述各部位的模型進行剖分，分別獲得各部位的模型的網格信息。

3.根據權利要求2所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，子步驟1e中，所述計算相連節點在三維空間中的平均距離根據歐式距離進行計算。

4.根據權利要求2所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，子步驟1f中，橢球的長軸的長度為所述各部位長度的一半，橢球的兩個頂點為各部位對應的兩個節點。

5.根據權利要求2所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，子步驟1g中，設置剖分參數為雷達發射電磁波長的三分之一。

6.根據權利要求1所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，步驟2包含以下子步驟：

子步驟2a，根據人體各部位建模中所使用的橢球的頂點坐標，計算人體各部位模型中橢球的中心點坐標；

子步驟2b，根據人體各部位模型中橢球的中心點坐標，計算人體各部位的模型的平移參數；

子步驟2c，根據人體各部位建模中所使用的橢球的頂點坐標，計算人體各部位模型的旋轉參數。

7.根據權利要求6所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，子步驟2b中，所述平移參數為橢球的中心點坐標相對于初始中心點坐標的位移向量。

8.根據權利要求6所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，子步驟2c中，所述旋轉參數為橢球的姿態相對于初始姿態的旋轉向量。

9.根據權利要求1所述的人體微動回波仿真方法，其特征在于，步驟3包含以下子步驟：

子步驟3a，設置雷達參數，所述雷達參數包含雷達發射電磁波的幅值、帶寬、頻率、入射方向和接收方向；

子步驟3b，在三維空間內，將所述各部位的模型的網格信息組成運動人體整體的網格信息，并將所述各部位的模型的實時運動參數組成運動人體整體的實時運動參數；

子步驟3c，根據所述運動人體整體的網格信息、所述運動人體整體的實時運動參數以及所述雷達參數，利用物理光學法計算運動人體的電磁散射特性，獲得運動人體的雷達目標截面積。