基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法技术

本发明专利技术公开了一种基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，属于目标跟踪技术领域，基于Bezier模型的霍夫变换频率估计算法，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；定位跟踪算法，用于根据瞬时频率对目标进行实时估测位置信息，合成目标运动轨迹，实现对目标的跟踪。该算法具有定位精度高，同时避免了多通道数据融合等繁冗的计算过程，具有运算速度快等优点。本发明专利技术不仅可以保证多普勒穿墙雷达系统的低廉和简洁性和探测实时性，还可以保证高精度、多目标的定位，此外能够解决“频率模糊”问题，减小信号处理的复杂度，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Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法
本专利技术属于目标跟踪
，特别涉及一种基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法。
技术介绍
近年来，利用多普雷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背景。早期的研究成果表明，为了经济有效的对目标进行定位，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，目前最常用的方式是采用时频分析技术，通过提取时频平面上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，因为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算法准确识别时，该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，不仅降低了瞬时频率的估计精度，还本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.基于Bzeier模型的霍夫变换频率估计算法，完成对解调后回波信号的分量分离与瞬时频率的估计；S2.根据定位跟踪算法以及目标瞬时频率，实时估测目标位置信息；S3.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Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.基于Bzeier模型的霍夫变换频率估计算法，完成对解调后回波信号的分量分离与瞬时频率的估计；S2.根据定位跟踪算法以及目标瞬时频率，实时估测目标位置信息；S3.合成目标运动轨迹，实现对目标的跟踪。2.根据权利要求1所述的基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，步骤S1中，所述基于Bzeier模型的霍夫变换频率估计算法，包括：S101.Bezier模型的端点确定：根据短时傅里叶变换，对发射机接收回波调解后的信号进行时频分析，提取主要像素作为目标瞬时频率曲线，并取此曲线的点作为Bezier模型的端点；S102.基于Bezier模型的霍夫变换频率拟合：根据霍夫变换的原理，确定最近似于目标瞬时频率曲线的二次型Bezier模型，完成对目标瞬时频率的估计。3.根据权利要求2所述的基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，步骤S101中，所述发射机接收回波调解后的信号表示为：其中，ak为第k个信号的幅度，fdi,k(t)是对应于载波频率fi的第k个目标分量的多普勒频率，是第k个信号回波初始相位，c是光速。4.根据权利要求2所述的基于Bezier模型的霍夫变换的多普勒穿墙雷达定位方法，其特征在于，步骤S102中，所述霍夫变换模型如下：其中F(X,t)是目标瞬时频率的拟合模型，X是拟合参数，调整拟合参数使得拟合模型近似于目标瞬时频率fdi,k(t)＝F(X,t)；所述二次型Bezier模型如下：其中P0和P2是Bezier模型的端点，P1是其控制点，u是参数；所述目标瞬时频率的拟合如下：FB(X,t)＝(1-t)2·ystart+2t(1-t)·Y1+t2·yend(4)其中X＝[x1,y1]，调整参数(X1,Y1)＝(x1,y1)时，目标瞬时频率的估计结果可表示为fdi,k(t)＝FB(X,t)，X＝[x1,y1]。5.根据权利要求1所述的基于Bezier模型的霍夫...

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