[發明專利]一種超寬帶雷達人體目標姿態可視化增強方法

有效

• 申請號: 202010040024.5
• 申請日: 2020-01-15
• 公開（公告）號: CN111208509B
• 公開（公告）日: 2020-12-29
• 發明（設計）人: 金添;宋永坤;戴永鵬;杜浩;李浩然;何大權;伍晨
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍國防科技大學
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;G01S13/89
• 代理公司: 國防科技大學專利服務中心 43202
• 代理人: 王文惠

1.一種超寬帶雷達人體目標姿態可視化增強方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，輸入接收的雷達信號并進行三維BP成像，得到探測場景的三維成像結果；

所述步驟1中，將雷達回波信號表示為s_mn(t)，第k個頻點回波表示為s_mn,k(t)＝σexp(-j2πf_kτ_mn)，其中σ為目標的散射系數，f_k為第k個頻點對應的頻率，τ_mn為目標關于第mn個收發通道的總延時；使用后向投影方法對回波進行成像，得到三維成像結果為其中(x,y,z)為成像區域的任意像素點，MN為收發總通道數，K為總頻點數，τ_mn,xyz為像素點(x,y,z)到第m個發射天線、第n個接收天線的雙程傳播延時；

步驟2，對成像結果進行檢測，獲得人體目標的三維成像區域；

所述步驟2中，將三維成像結果沿著高度向取最大值，得到方位-距離平面最大值投影結果，對該結果進行檢測確定人體目標在方位-距離平面的位置，根據目標位置從測試場景的整體三維成像結果中截取目標附近的三維成像區域作為人體目標的三維成像結果；

步驟3，將連續多幀人體目標雷達成像結果輸入resnet網絡進行特征提取；

所述步驟3中，對人體目標的三維成像結果分別做方位向、距離向和高度向的最大值投影，得到三個成像結果I_yz、I_xz、I_xy，將人體目標的連續多幀最大值成像結果輸入已經訓練好的resnet-18網絡中，對人體目標對應雷達圖像進行特征提取，生成特征矩陣；

步驟4，使用headnet網絡將resnet網絡提取的特征轉換為人體目標各個骨骼點概率分布；

所述步驟4中，使用headnet網絡將特征矩陣轉換為人體目標各個骨骼點的概率分布H_k(p)，其中k指第k個骨骼點，p是成像空間中不同的位置，人體目標各個骨骼點的概率分布是指人體各個骨骼點在成像空間中的不同位置的概率；

步驟5，使用soft-argmax函數從骨骼點概率分布中提取人體目標各個骨骼點的位置坐標，并將所有骨骼點坐標按照順序連接；

所述步驟5中，使用soft-argmax函數從人體目標各個骨骼點的概率分布H_k(p)中提取最大值位置索引作為該骨骼點的三維坐標位置J_k，即其中為H_k(p)進行softmax函數指數歸一化處理的結果，Ω指整個人體成像空間域，D、H、W分別是成像空間網格中對應的距離向、高度向、方位向長度；得到所有骨骼點的三維坐標位置后，將這些坐標點按照次序連接，生成可視化的三維人體姿態圖。