[发明专利]一种基于毫米波雷达的短距人员目标跟踪方法

说明书

本发明涉及雷达信号处理和目标跟踪技术，其公开了一种基于毫米波雷达的短距人员目标跟踪方法，解决基于毫米波雷达的室内人员跟踪应用中环境杂波导致跟踪性能下降的问题。该方法包括以下步骤：a.通过毫米波雷达周期性发射线性调频连续波信号；b.对雷达接收信号进行处理，获取背景杂波信息；c.根据对背景杂波信息的统计确认背景杂波点并记录，作为后续目标跟踪时的跟踪算法输入参数之一，并根据统计周期更新记录的背景杂波点；d.在对目标进行跟踪处理中，所采用的跟踪策略包括：背景杂波点不能用于起始航迹，并且，任何航迹在关联时优先选择非背景杂波点进行关联。

技术领域

本发明涉及雷达信号处理和目标跟踪技术，具体涉及一种基于毫米波雷达的短距人员目标跟踪方法。

背景技术

特定场合人员跟踪在安全管理、提高整体服务水平等方面起重要作用。随着科技的进步，毫米波雷达传感器的成本逐渐下降，基于毫米波雷达的跟踪技术具有广阔的应用前景。利用毫米波雷达进行人员跟踪可部署于多个场景，如机场、商场、连锁店、车站、博物馆、会议室等。常见的人员跟踪技术主要由雷达获取探测空间内目标的量测数据，然后将量测数据和跟踪算法结合实现目标航迹起始、航迹关联进而实现目标跟踪。然而，在室内人员跟踪应用中，由于环境中存在强散射的静态物体(杂波)，如电视机、空调、金属装饰物等，导致在雷达信号处理阶段产生伪目标点(虚警量测数据)，进而使得目标跟踪性能下降，如目标丢失、目标跟踪错误等。

现有技术大多着眼于目标检测算法本身，致力于解决产生伪目标的问题。然而，由于目标所在环境多种多样差异较大，而这种改进目标检测算法的方法往往鲁棒性较差，可能在其他一些不同环境条件下算法的效果并不理想。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提出一种基于毫米波雷达的短距人员目标跟踪方法，解决基于毫米波雷达的室内人员跟踪应用中环境杂波导致跟踪性能下降的问题。

本发明解决上述技术问题采用的技术方案是：

一种基于毫米波雷达的短距人员目标跟踪方法，包括以下步骤：

a.通过毫米波雷达周期性发射线性调频连续波信号；

b.对雷达接收信号进行处理，获取背景杂波信息；

c.根据对背景杂波信息的统计确认背景杂波点并记录，作为后续目标跟踪时的跟踪算法输入参数之一，并根据统计周期更新记录的背景杂波点；

d.在对目标进行跟踪处理中，所采用的跟踪策略包括：背景杂波点不能用于起始航迹，并且，任何航迹在关联时优先选择非背景杂波点进行关联。

作为进一步优化，步骤a中，所述毫米波雷达具有K个均匀线性阵列天线作为接收天线，其发射的一组线性调频连续波信号包含M个chirp信号,每个chirp信号由N个采样点组成，雷达每隔时间T发射一组线性调频连续波信号。

作为进一步优化，步骤b中，通过毫米波雷达的均匀线性阵列天线接收待测空间范围内反射回来的信号，对每个发射周期中的接收信号进行以下处理，以获取背景杂波信息：

b1、对每根天线接收到的每个chirp信号进行傅里叶变换得到频域信号1D-FFT-Data，该信号频谱中各个频率一一对应目标和雷达间的距离，频谱中每个频率点称为一个rangeBin；

b2、对同一根天线的每个chirp信号的1D-FFT-Data的同一rangeBin的数据取均值，得到1D-FFT-Data-Mean；

b3、将1D-FFT-Data-Mean中同一rangeBin对应于K(K＝2)个天线的数据作傅里叶变换，得到频域信号2D-FFT-Data，该信号频谱中的各个频率点与目标方位角一一对应，频谱中每个频率点称为一个angleBin；