[发明专利]一种UWB冲击生物雷达多人体目标距离向分离辨识方法

摘要

本发明公开了一种UWB冲击生物雷达多人体目标距离向分离辨识方法，基于目标自身呼吸信号相关性高而不同目标之间呼吸信号相关性低的特点，在快时间方向上对不同距离的点信号分别求取相关系数，利用计算得到的相关系数谱图并结合一定的信号预处理来实现多个人体目标距离向分离辨识；该方法有效提高了生物雷达对多目标在距离向上的分离辨识性能，减少了漏判，为随机分布的多目标探测和二维定位提供了更加准确的一维距离向目标位置信息；对我国多目标生物雷达探测定位性能的提升，我国生物雷达技术水平迈向国际先进行列具有重要意义。

主权项

一种UWB冲击生物雷达多人体目标距离向分离辨识方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，UWB冲击生物雷达的发射天线发射雷达脉冲，雷达脉冲被人体目标反射，再通过UWB冲击生物雷达的接收天线接收到被人体目标反射后的雷达脉冲，即雷达回波信号r(n,m)；步骤二，对步骤一得到的雷达回波信号r(n,m)进行基于道信号的平滑滤波，得到处理后的信号x(n,m)；步骤三,对信号x(n,m)进行基于点信号的平滑滤波，得到处理后的信号y(n,m)；步骤四，对信号y(n,m)进行去除慢漂移操作，得到信号k(n,m)，对信号k(n,m)进行去除静态杂波操作，得到信号s(n,m)；步骤五，对信号s(n,m)进行基于点信号的高频干扰去除，得到信号W＝(w1,w2,...,wi...,wM)，wi为点信号向量；步骤六，计算各点信号向量wi，i＝1,2,...,M之间的相关系数rpq；步骤七，将相关系数rpq组成二维矩阵，并画出相关系数谱图r(x,y)；对相关系数谱图r(x,y)进行去背景处理和目标膨胀处理，得到处理后的相关系数谱图P*(x,y)，根据相关系数谱图P*(x,y)分离辨识出不同人体目标；所述步骤一中进行雷达脉冲的发射和接收时，建立人体目标呼吸信号探测数学模型：d(t)＝d0+g(t)＝d0+Δbgn(t)其中，g(t)表示人体目标胸腔表面有规律的位移，Δb表示呼吸幅度，gn(t)表示归一化后的g(t)，d0表示UWB冲击生物雷达与人体目标间的固定距离；UWB冲击生物雷达接收到雷达回波信号表示为雷达在通道的脉冲响应总和，即：r(t,τ)=ΣiAip(τ-τi)+Ap(τ-τd(t))]]>其中，Ai表示探测环境中固定物体引起的脉冲幅度，A表示人体目标呼吸所引起的脉冲幅度，i表示快时间采样序数，p(t)是归一化后由接收天线接收的脉冲函数，t和τ分别表示慢时间与快时间，Aip(τ‑τi)表示背景成分，Ap(τ‑τd(t))表示人体目标呼吸成分，τd(t)代表由呼吸引起的人体目标与雷达间距离在快时间方向上的变化；τd(t)由以下公式表示：τd(t)=d(t)c=d0+Δbgn(t)c=τ0+τbgn(t)]]>其中，c代表光速，τb是呼吸运动在快时间方向上的位移，τ0＝d0/c；雷达回波信号r(n,m)由以下公式表示：r(n,m)=ΣiAip(mTf-τi)+Ap(mTf-τd(nTs))]]>其中，n为点信号的序数，m为道信号的序数，Ts为连续两个脉冲波形间的时间间隔，Tf为沿快时间方向的采样间隔。