[发明专利]一种基于超宽带的动态目标检测方法

说明书

本发明公开了一种用超宽带技术进行动态目标检测的方法。该方法首先需要在待检测的区域两侧部署一对超宽带节点作为传感器，它们彼此收发特定频率的超宽带信号作为采集信号。传感器部署完成后，首先需进行初步的背景采集以及噪声模型拟合，此过程仅进行一次，可视为系统初始化。基于所得到的噪声模型，我们利用恒虚警检测以及一系列针对此问题的难点提出的特定方法计算出目标检测阈值，从而实现对动态目标的实时检测。实验结果表明，本方法中所得到的检测结果极大的降低了杂波对检测精度的影响，得到了较低的虚警率与较高的检测率。随着无线传感器网络的发展，本发明可组网部署于敏感区域，在战场监测、智能交通等领域有着广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于目标检测领域，特别是一种基于超宽带的动态目标检测方法。

背景技术

本发明旨在实现在某区域内实现对目标的非接触式存在性检测，可用于区间测速、目标识别跟踪、目标定位、战场监测等领域。现有常用的非接触式目标检测技术包括红外检测、激光检测、超声波检测以及无线电检测。红外检测通常使用红外相机等红外设备获得目标区域的影像信息，然后通过图像分析方法实现对目标的识别，但该检测方式需要一定的可视性要求，在可视性差的条件下难以实施。激光检测通过向目标发射激光后接收反射光实现对目标的检测、测速，但该方法在障碍物较多的情况下难以实施；超声波检测则是利用超声波经过目标反射后的反射波实现对目标的检测，但由于声波在空气中衰减严重，该方法功耗较大且检测范围较小；无线电检测则是利用不同中心频率的无线电波的反射、绕射、穿透等性质实现对目标的检测，目前应用于目标检测的无线电技术有Zigbee、蓝牙、Wifi等，这些技术都具有低功耗、低成本、便携的特点，但Zigbee、蓝牙、Wifi作为比较传统的无线电技术，都受多径效应的影响，从而造成在某些复杂环境下精度降低。

超宽带技术则解决了困扰传统无线技术多年的有关传播方面的重大难题，它相比其他无线通信技术超宽带抗多径干扰能力更强，因此在目标检测的应用下更具优势。同时，超宽带技术本身作为无线电波具有穿透、绕射的性质，因此可以在障碍物较多、恶劣的环境下工作，克服了其他可视检测技术的缺点。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于超宽带的动态目标检测方法，以实现目标区域内对动态目标的存在性检测，同时获得目标经过所用时长。

实现本发明目的的技术解决方案为：

一种基于超宽带的动态目标检测方法，通过以下方式进行检测：

当测量的RSS值超过全局阈值时，判定为该时刻检测到目标，反之则判定为未检测到目标，判定式为：

J为判定结果，J＝1表示此时刻检测到目标，J＝0表示此时刻未检测到目标。为修正过的实时RSS值：

其中为当前时刻修正后的测量值，x_n为当前时刻的测量值,为上一时刻的修正测量值,β为遗忘系数。

T为全局阈值，由下式求得：

其中t为检测阈值，t_w为窗内阈值，n为时刻，w为检测到目标的第一时刻到目标存在的最后一个时刻之间的所有时刻构成的集合。

其中检测阈值t由虚警概率P_fa以及先验概率P(x|B)决定：

窗内阈值t_w由窗内虚警概率以及先验概率P(x|B)决定：

先验概率为：

其中x为RSS数据，为背景噪声模型的参数，由采集到的背景RSS数据利用最大期望算法估计得出。