基于LASSO特征提取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LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法。其中，LASSO频率估计算法对解调后回波信号的分量分离并估计感兴趣目标分量的频率特征；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。本发明专利技术不仅能够在保证多普勒穿墙雷达系统简洁性(只需一个发射机和两个接收机)和探测实时性(运算速度快)的基础上，有效提高对目标的定位精度，同时还能解决“频率模糊”问题，实现同时针对多目标的跟踪定位。此外，本发明专利技术无需多通道数据融合等繁冗的计算过程，运算速度快，在多普勒穿墙雷达的目标跟踪领域中具有广泛的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
基于LASSO特征提取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LASSO特征提取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，为了更经济地对运动目标进行定位，准确估计目标的瞬时频率(InstantaneousFrequencies,IFs)具有重要作用。为了实现这一目标，目前最常见的方式是采用时频分析技术，通过提取时频平面内的最大值作为目标时频轨迹。然而，时频分析方法具有几个主要缺陷：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，因而对信号处理过程中的时窗长度具有严苛的限制，导致对目标瞬时频率估计的低分辨率和低精度缺陷；第二，当不同目标的瞬时频率太过接近以至于不能被时频分析算法准确识别时，算法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，时频分析方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，不仅降低了算法的估计精度，还会影响检测结果本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述基于LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法包括：LASSO频率估计算法，对解调后回波信号的分量分离并估计感兴趣目标分量的频率特征；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LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述基于LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法包括：LASSO频率估计算法，对解调后回波信号的分量分离并估计感兴趣目标分量的频率特征；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LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述LASSO频率估计算法包括：(1)LASSO观测矩阵，用于根据目标可能存在的运动模式构建相应的字典矩阵；(2)LASSO特征提取算法，用于根据观测的回波信号，在字典矩阵中提取感兴趣的目标分量并对其瞬时频率进行估计。3.如权利要求1所述的基于LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述LASSO频率估计算法具体包括：(1)发射机接收回波解调后的信号表示为：其中，Ai为第i个信号的幅度，Ri(t)是第i个目标离发射机的距离，f是载波频率，c是光速，φi是第i个信号回波初始相位；(2)观测矩阵设置如下：室内定位范围为M×M的面积，M＝m×Δm，每隔Δm均匀取点，共m2个点，构建观测矩阵：其中，Ri(j)(i＝1,2,...,m2；j＝1,2,...,n)表示第i个位置点在j时刻的采样值；由此可知，雷达接收回波解调后的信号可表示为样本信号的一个组合函数：其中，βi(i＝1,2,...,m2)表示第i个位置采样值的待估系数；化简上式为S＝XB，通过求解矩阵B分离回波分量并估计各分量的瞬时频率参数。4.如权利要求2所述的基于LASSO特征提取的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，所述LASSO特征提取算法，在最小化残差平方和RSS的计算中加入一个L1范数作为约束项：其中是估计结果，xj(i)＝s...

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