[發(fā)明專利]基于毫米波雷達的物品檢測方法、檢測裝置及檢測系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310009686.X
• 申請日: 2023-01-05
• 公開（公告）號: CN115685131B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 欒禹辰;陳龍永;萬陽良;楊玲
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學院空天信息創(chuàng)新研究院
• 主分類號: G01S7/41
• 分類號: G01S7/41;G01S13/06;G01S13/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 鄢功軍

1.一種基于毫米波雷達的物品檢測方法，其特征在于，包括：

在距離-方位坐標系中確定檢測區(qū)域中與位于基準面上的第一參考點位對應(yīng)的第二參考點位，其中，所述第一參考點位與所述毫米波雷達的天線相位之間的目標距離，與所述第二參考點位與所述天線相位之間的參考距離相等，所述第二參考點位與所述基準面之間的高度為預(yù)設(shè)高度；

根據(jù)所述毫米波雷達的系統(tǒng)參數(shù)和所述毫米波雷達觀測所述第一參考點位的觀測傾角，確定所述第一參考點位的第一參考干涉相位，其中，所述系統(tǒng)參數(shù)包括基線長度、基線傾角以及系統(tǒng)工作模式；

根據(jù)視角差和所述第一參考干涉相位，確定所述第一參考點位與所述第二參考點位之間的目標相位差公式，其中，所述視角差是根據(jù)所述預(yù)設(shè)高度確定的，且表征所述毫米波雷達分別觀測所述第一參考點位和所述第二參考點位的視角的差值；

根據(jù)所述目標相位差公式，確定所述距離-方位坐標系中任一像素的像素表達式；

針對多通道信號中的任一通道信號，利用所述像素表達式處理所述通道信號，得到所述通道信號在所述距離-方位坐標系中的多個目標像素表達式，其中，所述多通道信號是利用所述毫米波雷達觀測目標物品所獲得的；

根據(jù)與所述多通道信號對應(yīng)的多個所述目標像素表達式，確定所述目標物品的位置信息和高度信息。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)與所述多通道信號對應(yīng)的多個所述目標像素表達式，確定所述目標物品的位置信息和高度信息，包括：

將多個所述目標像素表達式劃分在均勻的離散網(wǎng)格中，得到目標表達式，其中，所述目標表達式是根據(jù)系數(shù)矩陣和觀測矩陣建立的；

基于稀疏感知理論，在所述系數(shù)矩陣是K稀疏的且所述多通道信號的通道數(shù)位于K和離散網(wǎng)格的總數(shù)之間的情況下，對所述目標表達式進行求解，得到至少兩個目標橫坐標值；

將兩個所述目標橫坐標值之間的差值確定為所述高度信息；

根據(jù)每個所述目標橫坐標值的目標像素表達式確定所述位置信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述對所述目標表達式進行求解，得到至少兩個目標橫坐標值，包括：

對所述目標表達式進行求解并映射在峰值坐標系中，得到多個相位點；

針對多個所述相位點中的每個峰值點，在所述峰值點的相位滿足預(yù)設(shè)閾值的情況下，將所述峰值點確定為一個目標峰值點；

將每個所述目標峰值點的橫坐標確定為一個所述目標橫坐標值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述目標表達式如公式（1）所示，在所述目標表達式中不存在噪聲向量的情況下，所述目標橫坐標值的計算公式如公式（2）所示；

（1）

（2）

其中，，/ 表征多通道信號，N表征通道數(shù)；/表征離散網(wǎng)格，表征離散網(wǎng)格中網(wǎng)格的總數(shù)；/表征/維的觀測矩陣，觀測矩陣/中第n通道第m維的矩陣的表達式為/，/ 為第n通道的有效基線長度，/； /為噪聲向量；/ 表征范數(shù)。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)視角差和所述第一參考干涉相位，確定所述第一參考點位與所述第二參考點位之間的目標相位差公式，包括：

根據(jù)所述距離-方位坐標系中所述第一參考點位、所述第二參考點位和所述毫米波雷達的位置，確定所述視角差；

根據(jù)所述第一參考干涉相位和所述視角差，確定第二參考干涉相位；

根據(jù)所述第一參考干涉相位和所述第二參考干涉相位，確定所述目標相位差公式。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一參考干涉相位和所述第二參考干涉相位，確定所述目標相位差公式，包括：

根據(jù)所述第一參考干涉相位和所述第二參考干涉相位，確定初始相位差公式；

在所述目標距離與所述參考距離相等的情況下，對所述初始相位差公式進行優(yōu)化，得到所述目標相位差公式。