基于声前向散射雷达的运动目标探测方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法和系统，所述基于声前向散射雷达的运动目标探测方法包括：以特定的频率发射声信号；接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；对采样后的声信号进行带通滤波处理；对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；检测声信号是否为有效信号；当为有效信号时，估计该信号的信号参数；根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。本发明专利技术利用声前向散射效应产生的声阴影来检测穿过声信号发射器和声信号接收器之间直线上的运动目标。该探测方法处理过程简单，探测能力强；该探测系统安装快捷，测量范围广，可靠性高，低功耗，且能够在极端气候条件下稳定运行。

Moving target detection method and system based on acoustic forward scattering radar

【技术实现步骤摘要】
基于声前向散射雷达的运动目标探测方法和系统
本专利技术涉及雷达通信
，具体涉及一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法和系统。
技术介绍
传统的前向散射雷达系统通常使用全球移动通信系统(GSM)信号或者全球定位系统(GPS)信号作为信号源来实现对运动目标的探测。但是这些信号作为信号源时，存在探测性能受能见度影响大，探测能力差，部署复杂度大，系统成本高等一系列缺点，从而限制了类似传统目标探测系统的应用。尽管无线电信号和声学信号的性质不同，但两种信号都存在阴影效应。其中，声信号的绕射现象与无线电磁信号的绕射现象相似。现有技术中，通过声信号的绕射现象来进行运动目标探测的研究较少。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法和系统。为实现以上目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法，包括：以特定的频率发射声信号；接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；对采样后的声信号进行带通滤波处理；对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；检测声信号是否为有效信号；当为有效信号时，估计该信号的信号参数；根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。可选的，在对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理后，还包括：对包络检波处理后的声信号进行反向处理。可选的，所述对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样，具体包括：获取发射的声信号的最高频率；以最高频率的2.56～4倍的频率对接收到的声信号进行采样。可选的，所述对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理，具体包括：对带通滤波处理后的声信号采用二极管进行单向滤波后再进行低通滤波。可选的，所述检测声信号是否为有效信号，具体包括：计算声信号与环境噪声的信噪比；当所述信噪比大于特定值时，所述声信号为有效信号。可选的，所述信号参数包括：运动目标的声阴影长度；所述估计该信号的信号参数，具体包括：所述运动目标的声阴影长度为运动目标产生声阴影的开始时刻与声阴影结束时刻的差值的绝对值。可选的，所述根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域，具体包括：当运动目标的声阴影长度大于长度阈值时，则有运动目标进入探测区域；否则，没有运动目标进入探测区域；其中，所述长度阈值取值为零。本专利技术还提供了一种基于声前向散射雷达的运动目标探测系统，包括：声信号发射器，用于以特定的频率发射声信号；声信号接收器，用于接收声信号；信号抽取模块，用于对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；带通滤波器，用于对采样后的声信号进行带通滤波处理；包络检波器，用于对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；有效信号检测模块，用于检测声信号是否为有效信号；信号参数估计模块，用于当为有效信号时，估计该信号的信号参数；判断模块，用于根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。可选的，所述声信号发射器和所述声信号接收器为两个独立装置；所述声信号发射器、运动目标和所述声信号接收器三者形成的角度为180°±特定角度值。可选的，所述运动目标探测系统还包括：包络反向处理模块，设置在所述包络检波器和所述有效信号检测模块之间，所述包络反向处理模块用于对包络检波处理后的声信号进行反向处理。本专利技术采用以上技术方案，所述基于声前向散射雷达的运动目标探测方法，包括：以特定的频率发射声信号；接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；对采样后的声信号进行带通滤波处理；对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；检测声信号是否为有效信号；当为有效信号时，估计该信号的信号参数；根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。本专利技术将无线电信号领域积累的知识和技能应用到声信号领域，利用声前向散射效应产生的声阴影来检测穿过声信号发射器和声信号接收器之间直线上的运动目标。该探测方法处理过程简单，且探测能力强；基于声前向散射雷达的运动目标探测系统结构简单，安装快捷，测量范围广，可从几十米到几百米区间任意测量，可靠性高，且能够在极端气候条件下稳定运行，超低功耗，只需要功率为几瓦的电源来供电，其功耗远小于其他传统雷达探测系统。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术基于声前向散射雷达的运动目标探测方法实施例一提供的流程示意图；图2是声波信号前向散射现象示意图；图3是本专利技术基于声前向散射雷达的运动目标探测方法实施例二提供的流程示意图；图4是本专利技术基于声前向散射雷达的运动目标探测系统的结构示意图；图5是本专利技术基于声前向散射雷达的运动目标探测系统的工作原理示意图。图中：1、声信号发射器；2、声信号接收器；3、信号抽取模块；4、带通滤波器；5、包络检波器；6、包络反向处理模块；7、有效信号检测模块；8、信号参数估计模块；9、判断模块。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本专利技术所保护的范围。图1是本专利技术基于声前向散射雷达的运动目标探测方法实施例一提供的流程示意图。如图1所示，本实施例所述的基于声前向散射雷达的运动目标探测方法，包括：S11：以特定频率发射声信号；S12：接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；进一步的，所述对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样，具体包括：获取发射的声信号的最高频率；以最高频率的2.56～4倍的频率对接收到的声信号进行采样。S13：对采样后的声信号进行带通滤波处理；该带通滤波的中心频率为步骤S11中的特定频率，对采样后的声信号进行带通滤波处理，以滤除掉噪声信号。S14：对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；进一步的，所述对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理，具体包括：对带通滤波处理后的声信号采用二极管进行单向滤波后再进行低通滤波。S15：检测声信号是否为有效信号；进一步的，所述检测声信号是否为有效信号，具体包括：计算声信号与环境噪声的信噪比；当所述信噪比大于特定值时，所述声信号为有效信号。对声信号的有效性检测目的在于本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法，其特征在于，包括：/n以特定的频率发射声信号；/n接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；/n对采样后的声信号进行带通滤波处理；/n对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；/n检测声信号是否为有效信号；/n当为有效信号时，估计该信号的信号参数；/n根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于声前向散射雷达的运动目标探测方法，其特征在于，包括：
以特定的频率发射声信号；
接收声信号，并对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样后并存储；
对采样后的声信号进行带通滤波处理；
对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理；
检测声信号是否为有效信号；
当为有效信号时，估计该信号的信号参数；
根据所述信号参数，判断是否有运动目标进入探测区域。


2.根据权利要求1所述的运动目标探测方法，其特征在于，在对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理后，还包括：
对包络检波处理后的声信号进行反向处理。


3.根据权利要求1所述的运动目标探测方法，其特征在于，所述对接收到的声信号按照特定的采样规则进行采样，具体包括：
获取发射的声信号的最高频率；
以最高频率的2.56～4倍的频率对接收到的声信号进行采样。


4.根据权利要求1所述的运动目标探测方法，其特征在于，所述对带通滤波处理后的声信号进行包络检波处理，具体包括：
对带通滤波处理后的声信号采用二极管进行单向滤波后再进行低通滤波。


5.根据权利要求1所述的运动目标探测方法，其特征在于，所述检测声信号是否为有效信号，具体包括：
计算声信号与环境噪声的信噪比；
当所述信噪比大于特定值时，所述声信号为有效信号。


6.根据权利要求1至5任一项所述的运动目标探测方法，其特征在于，所述信号参数包括：运动目标的声阴影长度；
所述估计该信号的信号参数，具体...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯永奎，王春琦，何春龙，丁晓欢，李久常，唐能，腾伟，秦永生，
申请(专利权)人：深圳以正科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44