一种基于微波的多目标分类方法技术

本发明专利技术公开了一种基于微波的多目标分类方法，微波传感器对接收到的回波信号进行分析，其包括以下步骤：抑制回波信号中由杂波和噪声组成的干扰信号；设定经过上一步后数据的距离单元；在连续的多个距离单元中，剔除距离向的第一虚假目标，其中第一虚假目标的距离宽度不位于预定距离区间内；设定经过上一步后数据的方位单元；在连续的多个方位单元中，剔除方位向的第二虚假目标，其中第二虚假目标的方位宽度不位于预定方位区间内；归集在距离向和方位向中属于同一真实目标的所有点迹，以形成归属于同一真实目标的点迹集合；分类识别任意一个点迹集合所属的种类。本发明专利技术能够实现多目标的精准分类识别，尤其是有助于分辨方位相邻的弱小的目标。

A multi-target classification method based on Microwave

The invention discloses a multi-target classification method based on microwave. The microwave sensor analyzes the received echo signal, which comprises the following steps: suppressing the interference signal composed of clutter and noise in the echo signal; setting the distance unit of the data after the last step; and eliminating the echo signal in a plurality of continuous distance units. The first false target in the range direction, in which the range width of the first false target is not located in the predetermined range range range range, the azimuth unit of the data after the previous step is set, and the second false target in the azimuth direction is eliminated in the successive multiple azimuth units, where the azimuth width of the second false target is not located in the predetermined azimuth range. All points belonging to the same real target in range and azimuth directions are aggregated to form a set of points belonging to the same real target, and any kind of points belonging to the set is classified and identified. The invention can realize the accurate classification and recognition of multi-targets, in particular, it is helpful to distinguish the weak and small targets adjacent to the azimuth.

【技术实现步骤摘要】
一种基于微波的多目标分类方法
本专利技术涉及安防监控领域，特别涉及一种基于微波的多目标分类方法。
技术介绍
在安防监测系统中，需要利用目标跟踪技术实现多目标的精确探测与分类。一个性能良好的监测设备是保证系统信息准确与可靠的前提条件。对于雷达而言，其环境适应性高且性能稳定，从而成为目标分类和识别的研究首选。但早期的技术过多地依赖于不具备普适性的仿真，基本停留在传统的脉冲雷达技术，在人、车等慢速目标分类问题中缺乏稳健的特征提取方法。在实际应用中，微波雷达由于目标回波副瓣影响及幅值不稳定等因素，往往容易产生距离和方位上的点迹分裂，形成多个目标回波点迹以及造成目标在方位上的点迹分裂，影响分类与跟踪的稳定性。低小慢目标的速度较小，容易淹没于杂波和噪声背景中，导致有效的杂波抑制和目标检测存在一定困难。且行人和车辆等慢速目标在雷达信号带宽有限的情况下很难分类。传统的基于目标雷达散射截面积的特征提取与分类方法难以实现行人和车辆目标的有效分离。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种基于微波的多目标分类方法，以实现多目标的精准分类识别，尤其是有助于分辨方位相邻的弱小的目标。为了解决上述技术问题，本专利技术的技术方案为：一种基于微波的多目标分类方法，微波传感器对接收到的回波信号进行分析，其包括以下步骤：S1：抑制所述回波信号中由杂波和噪声组成的干扰信号；S2：设定经过S1后数据的距离单元；S3：在连续的多个距离单元中，剔除距离向的第一虚假目标，其中所述第一虚假目标的距离宽度不位于预定距离区间内；S4：设定经过S3后数据的方位单元；S5：在连续的多个方位单元中，剔除方位向的第二虚假目标，其中所述第二虚假目标的方位宽度不位于预定方位区间内；S6：归集在所述距离向和所述方位向中属于同一真实目标的所有点迹，以形成归属于所述同一真实目标的点迹集合；S7：分类识别任意一个所述点迹集合所属的种类。优选的，S3具体包括以下步骤：S301：在连续的多个距离单元中，确定属于同一目标的距离起始点和距离终止点；S302：判断所述同一目标的距离起始点和距离终止点之间的距离宽度是否位于预定距离区间内，若“是”，则判定为真实目标；若“否”，则判定为第一虚假目标，并删除所述第一虚假目标的信息。优选的，S301具体包括以下步骤：S301A：设定所述距离单元的距离门限值，判断每一个距离单元中的距离值是否大于所述距离门限值，若“是”，则将对应的距离单元中的距离值置为“1”；若“否”，则将对应的距离单元中的距离值置为“0”；S301B：在所述多个距离单元中，由多于一个的“1”组成的点迹组，则判定其属于同一目标；在两个间隔的距离单元之间存在“0”，则判定所述两个间隔的距离单元属于不同目标；S301C：确定所述同一目标的距离起始点和距离终止点，所述距离起始点为所述点迹组中第一个“1”，所述距离终止点为所述点迹组中最后一个“1”。优选的，S5具体包括以下步骤：S501：在连续的多个方位单元中，确定属于同一目标的方位起始点和方位终止点，其中，所述方位起始点所在的方位单元的距离与其前一个方位单元的距离不相关，所述方位终止点所在的方位单元的距离与其后一个方位单元的距离不相关；S502：判断所述同一目标的方位起始点和方位终止点之间的方位宽度是否位于预定方位区间内，若“是”，则判定为真实目标；若“否”，则判定为第二虚假目标，并删除所述第二虚假目标的信息。优选的，S501具体包括以下步骤：S501A：设定所述方位单元的的方位门限值，判断每一方位单元中的方位值是否大于所述方位门限值，若“是”，则将对应的方位单元中的方位值置为“1”；若“否”，则将对应的方位单元中的方位值置为“0”；S501B：判断任意一个方位值为“1”的存在方位单元，其前一个方位单元的方位值是否为“1”，若“是”，则进行S501C；若“否”，则判定所述存在方位单元为方位起始点；同时，判断其后一个方位单元的方位值是否为“1”，若“是”，则进行S501C；若“否”，则判定所述存在方位单元为方位终止点；S501C：判断所述存在方位单元的距离与其前一个方位单元的距离是否相关，若“是”，则判定两者属于同一目标；若“否”，则判定所述存在方位单元为方位起始点；判断所述存在方位单元的距离与其后一个方位单元的距离是否相关，若“是”，则判定两者属于同一目标；若“否”，则判定所述存在方位单元为方位终止点；S501D：确定所述同一目标的方位起始点和方位终止点。优选的，S6的归集方法为：计算属于同一真实目标并且在距离上连续的点迹的距离质心，计算属于同一真实目标并且在方位上相邻的点迹的方位质心，以形成归属于同一目标的点迹集合。优选的，在S2和S3之间，具体还包括以下步骤：S2.1：在连续的多个距离单元中，提取每一所述距离单元的幅度峰值；S2.2：选取模糊门限值，剔除所述幅度峰值中低于所述模糊门限值的点迹数据。优选的，所述预定距离区间为[2，8]。优选的，所述预定方位区间为[2，8]。优选的，S301B中，在两个间隔的距离单元之间存在两个或两个以上连续的“0”，则判定所述两个间隔的距离单元属于不同目标。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术针对现有检测设备的缺陷以及多目标分类识别的需要，提出对多个扫描周期内的空间目标参数的回波信息预处理，然后在距离向、方位向上对回波参数信息进行算法分析，从而有效的提取出多个目标，最后根据多普勒速度特征凝聚算法，对低小慢目标建立目标库，实现精准的多目标分类识别。本专利技术尤其有利于实现对方位相邻的弱小目标的分辩。在确保归并与分辨能力的基础上，该方法能够改善雷达观测方位的可靠性，提高滤波性能。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本专利技术的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1为本专利技术一种基于微波的多目标分类方法中微波传感器的组成示意图；图2为本专利技术一种基于微波的多目标分类方法中微波传感器的前端组成框图；图3为图2中二次检波器的组成框图；图4为图2中AGC电路组成框图；图5为本专利技术一种基于微波的多目标分类方法的基本流程图；图6为本专利技术的微波传感器对数据预处理的示意流程图；图7为图5中S3的详细判断流程图；图8为图5中S5的详细判断流程图；图9a为车辆目标频谱图；图9b为人类目标频谱图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本专利技术，但并不构成对本专利技术的限定。此外，下面所描述的本专利技术各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。如图1所示，本专利技术基于微波的多目标分类方法，主要是由微波传感器对接收到的回波信号进行分析。微波传感器主要包括：雷达前端、供电模块、接口模块以及微处理模块。微处理模块由信号采集模块、信号处理模块以及存储模块构成。图2示出了雷达前端的示意框图。接受到的回波信号首先要顺序经过接收机混频器、一级中频放大器，然后一分为二，一部分经过AGC电路到达二次检波器，另一部分经过二级中频放大器到达二次检波器，然后再统一到达多普勒放大器和指示器。图3和图4分别示出了二次检波器的组成框图、AGC电路组成框图本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于微波的多目标分类方法，其特征在于，微波传感器对接收到的回波信号进行分析，其包括以下步骤：S1：抑制所述回波信号中由杂波和噪声组成的干扰信号；S2：设定经过S1后数据的距离单元；S3：在连续的多个距离单元中，剔除距离向的第一虚假目标，其中所述第一虚假目标的距离宽度不位于预定距离区间内；S4：设定经过S3后数据的方位单元；S5：在连续的多个方位单元中，剔除方位向的第二虚假目标，其中所述第二虚假目标的方位宽度不位于预定方位区间内；S6：归集在所述距离向和所述方位向中属于同一真实目标的所有点迹，以形成归属于所述同一真实目标的点迹集合；S7：分类识别任意一个所述点迹集合所属的种类。

【技术特征摘要】
1.一种基于微波的多目标分类方法，其特征在于，微波传感器对接收到的回波信号进行分析，其包括以下步骤：S1：抑制所述回波信号中由杂波和噪声组成的干扰信号；S2：设定经过S1后数据的距离单元；S3：在连续的多个距离单元中，剔除距离向的第一虚假目标，其中所述第一虚假目标的距离宽度不位于预定距离区间内；S4：设定经过S3后数据的方位单元；S5：在连续的多个方位单元中，剔除方位向的第二虚假目标，其中所述第二虚假目标的方位宽度不位于预定方位区间内；S6：归集在所述距离向和所述方位向中属于同一真实目标的所有点迹，以形成归属于所述同一真实目标的点迹集合；S7：分类识别任意一个所述点迹集合所属的种类。2.根据权利要求1所述的一种基于微波的多目标分类方法，其特征在于，S3具体包括以下步骤：S301：在连续的多个距离单元中，确定属于同一目标的距离起始点和距离终止点；S302：判断所述同一目标的距离起始点和距离终止点之间的距离宽度是否位于预定距离区间内，若“是”，则判定为真实目标；若“否”，则判定为第一虚假目标，并删除所述第一虚假目标的信息。3.根据权利要求2所述的一种基于微波的多目标分类方法，其特征在于，S301具体包括以下步骤：S301A：设定所述距离单元的距离门限值，判断每一个距离单元中的距离值是否大于所述距离门限值，若“是”，则将对应的距离单元中的距离值置为“1”；若“否”，则将对应的距离单元中的距离值置为“0”；S301B：在所述多个距离单元中，由多于一个的“1”组成的点迹组，则判定其属于同一目标；在两个间隔的距离单元之间存在“0”，则判定所述两个间隔的距离单元属于不同目标；S301C：确定所述同一目标的距离起始点和距离终止点，所述距离起始点为所述点迹组中第一个“1”，所述距离终止点为所述点迹组中最后一个“1”。4.根据权利要求1至3中任一项所述的一种基于微波的多目标分类方法，其特征在于，S5具体包括以下步骤：S501：在连续的多个方位单元中，确定属于同一目标的方位起始点和方位终止点，其中，所述方位起始点所在的方位单元的距离与其前一个方位单元的距离不相关，所述方位终止点所在的方位单元的距离与其后一个方位单元的距离不相关；S502：判断所述同一目标的方位起始点和方位终止点...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军，陶征，顾丹丹，
申请(专利权)人：南京慧尔视防务科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32