多普勒雷达的运动目标检测方法技术

该发明专利技术涉及一种多普勒雷达的运动目标检测方法，包括：向所述多普勒雷达前方发送一固定频率脉冲信号；接收回波信号，所述回波信号由所述雷达周围物体反射形成；对所述固定频率脉冲信号和所述回波信号进行混频，获取中频信号；对所述中频信号进行采样，获取多个采样点，实现所述中频信号的模数转换；对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，获取处理信号；对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测。

【技术实现步骤摘要】
多普勒雷达的运动目标检测方法
本专利技术涉及多普勒雷达测量领域，具体涉及一种多普勒雷达的运动目标检测方法。
技术介绍
随着科学技术的发展，多普勒雷达运动检测原理也被应用到越来越多的技术中。多普勒雷达运动检测原理是，由多普勒雷达发射一个固定频率的微波信号，电磁波信号在空中遇到运动物体会反射回来，其反射回来的回波信号与固定频率脉冲信号会产生一定的频率差即多普勒频移，根据该多普勒频移，获取目标物体的运动速度、大小、距离和运动轨迹等信息。回波信号通常由多普勒雷达接收。在根据多普勒频移获取目标物体的运动速度、大小、距离和运动轨迹等信息时，首先由所述多普勒雷达对回波信号和固定频率脉冲信号进行混频，得到相应的中频信号，再由滤波器滤除所述中频信号中的干扰信号，最后再通过特定的算法分析得出目标物体的运动速度、大小、距离和运动轨迹等信息。多普勒雷达运动检测原理可以在节能灯、智能家居和安防监控等领域使用。通常使用多普勒雷达传感器来应用多普勒雷达运动检测原理，现有技术中存在多普勒雷达传感器在进行运动物体检测时，存在检测精度有限的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种多普勒雷达的运动目标检测方法，能够优化检测精度有限的问题。为了解决上述技术问题，以下提供了一种多普勒雷达的运动目标检测方法，包括：向所述多普勒雷达前方发送一固定频率脉冲信号；接收回波信号，所述回波信号由所述雷达周围物体反射形成；对所述固定频率脉冲信号和所述回波信号进行混频，获取中频信号；对所述中频信号进行采样，获取多个采样点，实现所述中频信号的模数转换；对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，获取处理信号；对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测。可选的，所述采样点的数目为2的整次幂。可选的，使用滤波算法对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，所述滤波算法包括CIC滤波算法、IIR滤波算法中的至少一种。可选的，使用滤波算法对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，所述滤波算法包括陷波滤波算法，且所述陷波滤波算法包括50Hz陷波滤波算法和60Hz陷波滤波算法中的至少一种。可选的，对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测时，包括以下步骤：判断所述处理信号的波动是否大于第一预设值，并在大于时判定所述中频信号对应的时间段内有运动物体。可选的，判断所述处理信号的波动是否大于第一预设值时，包括以下步骤：将所述处理信号划分为N段，每段包括M个采样点，获取N个分段信号，所述N、M均大于0，并为整数；判断所述分段信号的波动是否大于所述第一预设值，并对所述分段信号的波动大于所述第一预设值的进行计数；判断计数值是否大于第二预设值，并在所述数值大于所述第二预设值时判定所述中频信号对应的时间段内有运动物体。可选的，判断所述分段信号的波动是否大于第一预设值时，包括以下步骤：判断所述分段信号内最大幅值与最小幅值的差值是否大于所述第一预设值，并在大于时判定所述分段信号的波动大于所述第一预设值。可选的，所述分段信号中的采样点数目大于等于3，且任意两个相邻的采样点时间间隔相等。可选的，设置检测周期，对每一周期内的处理信号分别进行分析运算，进行运动物体检测。可选的，将所述采样点保存至FIFO队列，为先入先出队列。本专利技术中的多普勒雷达的运动目标检测方法可以在不改变现有硬件情况下，通过软件实现数字滤波器来滤除干扰信号，通过分窗平移的机制检测运动物体能有效区分偶然的干扰信号和实际的物体运动，提高运动物体检测的准确率。并且，本专利技术运算量小，占用的资源少，不需要将时域信号使用复杂的FFT运算转为频域信号再分析，可以在8051等低成本的单片机上实现运动物体检测。附图说明图1为本专利技术的一种具体实施方式中多普勒雷达的运动目标检测方法的步骤流程示意图。图2为本专利技术的一种实施例中多普勒雷达的运动目标检测方法的流程示意图。具体实施方式研究发现，多普勒雷达传感器检测精度有限的原因在于，多普勒雷达传感器的供电通常是通过一个直流电源将市电转换为特定电压值的直流电来供电，通常会存在工频等信号的干扰，这些干扰会影响所述多普勒雷达传感器检测精度，因此，在进行信号分析之前，通常需要将这些干扰信号滤除干净。现有技术中通过硬件电路如提高电路的共模抑制比、电磁屏蔽和模拟滤波器等来滤除干扰信号，通过硬件电路设计的方法滤除干扰信号需要增加硬件成本，并且运动物体的检测通常只是简单判断时域差值或一段时间内取平均判断差值等方法，这种方式不能滤除偶尔出现的突变信号。现有技术中还通过FFT快速傅里叶变换将时域信号转为频域信号，提取特定的频域信号和能量来滤除干扰信号和判断物体运动。这种方式需要选用处理能力比较强、RAM和ROM资源比较丰富的MCU来实现，这会大大增加硬件成本。以下结合附图和具体实施方式对本专利技术提出的一种多普勒雷达的运动目标检测方法作进一步详细说明。请参阅图1，为本专利技术的一种具体实施方式中多普勒雷达的运动目标检测方法的步骤流程示意图。在该具体实施方式中，提供了一种多普勒雷达的运动目标检测方法，包括：S11向所述多普勒雷达雷达前方发送一固定频率脉冲信号；S12接收回波信号，所述回波信号由所述雷达周围物体反射形成；S13对所述固定频率脉冲信号和所述回波信号进行混频，获取中频信号；S14对所述中频信号进行采样，获取多个采样点，实现所述中频信号的模数转换；S15对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，获取处理信号；S16对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测。在一种具体实施方式中，所述采样点的数目为2的整次幂。在实际处理过程中，对所述中频信号进行采样时，采样点的数目越多，进行运动物体检测时获得的结果就更准确，但随之而来的，是采样点数过多造成的运算量增加。在该具体实施方式中，采用2的整次幂个采样点，有利于降低后续滤波算法的难度。在一种具体实施方式中，使用滤波算法对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，所述滤波算法包括CIC滤波算法、IIR滤波算法中的至少一种。所述CIC滤波器由一对或多对积分-梳状滤波器组成，在抽取CIC中，输入信号依次经过积分，降采样，以及与积分环节数目相同的梳状滤波器。IIR滤波器为数字滤波器，采用递归型结构，即结构上带有反馈环路。IIR滤波器运算结构通常由延时、乘以系数和相加等基本运算组成，可以组合成直接型、正准型、级联型、并联型四种结构形式，都具有反馈回路。由于运算中的舍入处理，使误差不断累积，有时会产生微弱的寄生振荡。进行滤波处理主要有两个目的，一个是滤除干扰信号，另一个是降低采样率。通常，原始的中频信号会有很多干扰信号，如电力系统中的50Hz或者60Hz工频信号，即使进行了采样，进行了模数转换，这些干扰信号也会影响运动物体检测的精度。为了提高运动物体检测的精度，需要设置滤波器将这些干扰信号滤除。设置一定的起始/截止频率和多级的IIR滤波器可滤除包括工频干扰等信号另外，由于采样率与采样点数直接相关，也受数据处理器的性能限制。在所述数据处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，包括：/n向所述多普勒雷达前方发送一固定频率脉冲信号；/n接收回波信号，所述回波信号由所述雷达周围物体反射形成；/n对所述固定频率脉冲信号和所述回波信号进行混频，获取中频信号；/n对所述中频信号进行采样，获取多个采样点，实现所述中频信号的模数转换；/n对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，获取处理信号；/n对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，包括：
向所述多普勒雷达前方发送一固定频率脉冲信号；
接收回波信号，所述回波信号由所述雷达周围物体反射形成；
对所述固定频率脉冲信号和所述回波信号进行混频，获取中频信号；
对所述中频信号进行采样，获取多个采样点，实现所述中频信号的模数转换；
对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，获取处理信号；
对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测。


2.根据权利要求1所述的多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，所述采样点的数目为2的整次幂。


3.根据权利要求1所述的多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，使用滤波算法对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，所述滤波算法包括CIC滤波算法、IIR滤波算法中的至少一种。


4.根据权利要求1所述的多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，使用滤波算法对所述采样点构成的采样数据进行滤波处理，所述滤波算法包括陷波滤波算法，且所述陷波滤波算法包括50Hz陷波滤波算法和60Hz陷波滤波算法中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的多普勒雷达的运动目标检测方法，其特征在于，对所述处理信号进行分析运算，进行运动物体检测时，包括以下步骤：
判断所述处理信号的波动是否大于第一预设值，并在大于时判定所述中频信号对应...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴华平，
申请(专利权)人：隔空上海智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31