[发明专利]基于逆边界散射变换的超宽带雷达人体运动目标成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于逆边界散射变换的超宽带雷达人体运动目标成像方法，具体涉及在有限距离下超宽带雷达系统对运动人体目标实时跟踪成像技术。

背景技术

对运动人体目标跟踪成像要求系统有较好的实时性，对成像算法也提出了较高的要求。传统的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求。如三圆定位(Trilateration)方法只能对点目标定位成像，并且存在多个目标时难以求解。时域后向投影(BP，Back-Projection)算法计算量大，成像效果也不尽人意。

近年来，有学者提出了基于逆边界散射变换的成像算法，该算法主要是利用了目标边界形状和接收脉冲延迟之间存在逆边界散射变换(IBST，Inverse Boundary Scattering Transform)的特性，其最大的优越性在于直接完成由准波前到目标边界的转换计算，计算时间非常短，且可以对目标边界形状清晰成像。如图1所示全向天线沿x轴方向移动扫描，天线扫描到位置(X，0)时，回波沿与目标边界垂直方向返回，根据每一个天线扫描位置处的回波可以得到发射脉冲的相应延迟t，接收回波准波前Y＝ct/2，提取出所有天线回波准波前即构成了图2中数据空间，由图中几何关系可以得到边界散射变换(BST， Boundary Scattering Transform)，它描述了目标边界点(x，y)与准波前(X，Y)之间的关系：

X=x+ydy/dx,Y=y1+(dy/dx)2]]>

那么，其逆变换就解决了从接收准波前到目标边界的重建问题。

BST的逆变换(IBST)为：

x=X-YdY/dX,y=Y1-(dY/dX)2,(dY/dX|≤1)]]>

因此，从接收回波中提取出目标边界对应的准波前信息进行IBST，便可以得到目标边界点(x，y)，从而实现对目标边界成像。在实际雷达系统中，通常采用收发分置雷达，此时图1中的几何关系不再成立，需要对BST及IBST进行修正。如图3所示，收发天线对T/R沿x轴方向移动扫描，收发间距固定为2d，定义X＝(X_T+X_R)/2，目标边界点(x，y)在长轴为Y、短轴为的椭圆上：