基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法技术

本发明专利技术属于目标跟踪技术领域，公开了一种基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法，包括能量算子频率估计算法和定位跟踪算法；其中，所述能量算子频率估计算法，用于提取接收回波中感兴趣的目标分量并对其瞬时频率特征值进行估计；所述定位跟踪算法，用于根据目标频率对其进行实时的跟踪定位。本发明专利技术在保证高精度、多目标同时定位的需求上，不需要构建大尺寸的收发天线阵列，不仅能有效降低系统成本、减小雷达尺寸、节约电池功耗，还能避免复杂的多通道数据融合处理，降低信号处理的复杂度，在多普勒穿墙雷达的实时探测领域具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法
本专利技术属于目标跟踪
，尤其涉及一种基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法。
技术介绍
近年来，利用多普勒穿墙雷达对人类目标进行跟踪被视为一种强有力的工具，在军事和民用领域具有广泛的应用前景。早期的研究成果表明，为了对运动目标进行定位，准确估计目标的瞬时频率具有重要作用。到目前为止，最流行的多普勒穿墙雷达瞬时频率估计算法是基于短时傅里叶变换(STFT)的。然而，这一类方法有几个主要缺点。第一，由于穿墙雷达应用的特殊性，大部分观测者往往希望能够实时获取目标的探测信息。而使用STFT算法处理信号时存在时窗固定的缺陷，导致无法满足目标瞬时频率估计中的高分辨率和高精度双方面的要求，往往只能二者取其一，不适用于环境多变的穿墙雷达应用；；第二，当不同目标的瞬时频率太过接近以至于不能被STFT算法准确分离时，雷达对目标瞬时频率的估计精度将发生明显下降。这种现象也被称之为“频率模糊”效应；第三，STFT法容易受到噪声干扰。在低信噪比条件下，强噪声干扰信号很容易被错误识别为虚假目标，不仅降低了瞬时频率的估计精度，还会影响检测结果的可靠度和鲁棒性。为了克服上述本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法包括：能量算子频率估计算法，负责对解调后回波信号的分量分离与频率估计；定位跟踪算法根据目标瞬时频率，实时估测目标位置信息，合成目标运动轨迹，实现对目标的跟踪。

【技术特征摘要】
1.一种基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法包括：能量算子频率估计算法，负责对解调后回波信号的分量分离与频率估计；定位跟踪算法根据目标瞬时频率，实时估测目标位置信息，合成目标运动轨迹，实现对目标的跟踪。2.如权利要求1所述的基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述能量算子频率估计算法包括：(1)能量算子微分方程，根据雷达回波信号的特点建立能量算子微分方程矩阵；(2)能量算子分离信号，根据微分方程矩阵提取感兴趣的目标分量，并对瞬时频率进行估计。3.如权利要求2所述的基于能量算子的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述能量算子微分方程为：cM＝1,|t-t0|≤Δt；其中r(t)为雷达回波信号，M为目标个数，ck(k＝0,1,…,M)为方程系数，t0为瞬时时刻，Δt表示t与t0相隔的时间很短，r(k)(t)＝dkr(t)/dtk为r(t)的高阶微分；所述能量算子分离的信号瞬时频率为：fi(t0)＝F2{F1(γk[rm])}/2π,i＝0,1,...,M；其中F1(·)和F2(·)分别为变换函数和方程解法，k和m分别为高阶差分能量函数γk[rm]的阶数和信号微分的...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁一鹏，林筱壹，雷承熹，孙印花，余厦莅，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43