[發(fā)明專利]一種基于跨監(jiān)督學(xué)習(xí)的毫米波雷達(dá)人員定位方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111150705.8
• 申請日: 2021-09-29
• 公開（公告）號: CN113848535A
• 公開（公告）日: 2021-12-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 孫力娟;郭建業(yè);尚紅梅;韓崇;郭劍;王娟;王菁;孫蘇云;陳入鈺;相亞杉
• 申請（專利權(quán)）人: 南京郵電大學(xué)
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/86
• 代理公司: 南京正聯(lián)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 32243
• 代理人: 張玉紅

1.一種基于跨監(jiān)督學(xué)習(xí)的毫米波雷達(dá)人員定位方法，其特征在于：具體包含以下步驟：

步驟1，雙目攝像機(jī)獲取待測區(qū)深度數(shù)據(jù)矩陣Depth和RGB圖像矩陣IMG，毫米波雷達(dá)設(shè)備并行地獲取回波數(shù)據(jù)D₀；

步驟2，使用人體姿態(tài)估計算法從IMG中計算18個人體關(guān)鍵點的像素坐標(biāo)，根據(jù)像素坐標(biāo)從深度圖像Depth中獲取18個人體關(guān)鍵點的空間笛卡爾坐標(biāo)并計算均值(X,Y)作為人員坐標(biāo)；

步驟3，對雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D₀使用AOA算法，得range-angle圖；

步驟4，將人員坐標(biāo)(X,Y)作為標(biāo)簽，range-angle圖作為輸入數(shù)據(jù)，訓(xùn)練輸入Hourglass卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，得到準(zhǔn)確的雷達(dá)回波模型M；

步驟5，毫米波雷達(dá)設(shè)備獲取雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D₁，對雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D₁做AOA算法，得range-angle圖，輸入雷達(dá)回波模型M，預(yù)測得待測區(qū)人員笛卡爾坐標(biāo)(X_M,Y_M)，并將(X_M,Y_M)進(jìn)行坐標(biāo)變換得到雷達(dá)極坐標(biāo)系下的人員坐標(biāo)(R_M,θ_M)，R_M為基于Hourglass的人員距離，θ_M為基于Hourglass的人員方向角；

步驟6，對步驟5得到的range-angle圖使用OS-CFAR算法去噪后使用DBSCAN聚類算法對人員反射信號點分簇，提取每一簇的中心(row,col)后通過坐標(biāo)映射計算出人員在雷達(dá)極坐標(biāo)系中的坐標(biāo)(R_radar,θ_radar)；

步驟7，對(R_radar,θ_radar)與(R_M,θ_M)使用KM加權(quán)二分圖匹配算法，輸出最終人員坐標(biāo)(R'_radar,θ'_M)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于跨監(jiān)督學(xué)習(xí)的毫米波雷達(dá)人員定位方法，其特征在于：步驟3中，設(shè)毫米波雷達(dá)設(shè)備共n個虛擬陣元，第m個虛擬陣元的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)D₀[m]有nsamples個采樣點，對D₀使用AOA算法：將所有n個虛擬陣元的雷達(dá)回波數(shù)據(jù)按列優(yōu)先拼接為nsamples行n列的二維矩陣，對此二維矩陣的行和列分別做nsamples個采樣點的快速傅里葉變換FFT得range-angle圖。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于跨監(jiān)督學(xué)習(xí)的毫米波雷達(dá)人員定位方法，其特征在于：步驟3中，設(shè)雷達(dá)信號采樣率為fs、光速為c、信號調(diào)頻斜率K、接收天線間隔距離d、信號波長為lambda，range-angle圖中位于第i行第j列的數(shù)值代表雷達(dá)極坐標(biāo)系中距離為R、方位角為θ位置處的目標(biāo)的反射信號功率強(qiáng)度；其中距離R為：

方位角θ為：