一种毫米波雷达室内多径判别方法技术

本发明专利技术公开了一种毫米波雷达室内多径判别方法，步骤包括：对点云集进行聚类，对每个点云簇目标跟踪，形成航迹跟踪集群；通过滑窗保留连续存在的航迹；计算每个连续存在的航迹在滑窗内四个维度的均值；计算航迹A，与其他航迹B在窗体内四个维度的相关性；若四个维度的相关性均大于设定正数；则航迹B与所选航迹互为多径；且航迹的航迹B均值坐标到雷达距离大于航迹A，且航迹B在预设滑窗窗体长度数量帧的平均能量小于航迹A，则B为多径目标。本发明专利技术采用基于聚类跟踪方式去除多径目标，减少计算量同时减少误判为多径目标的概率。时减少误判为多径目标的概率。时减少误判为多径目标的概率。

【技术实现步骤摘要】
一种毫米波雷达室内多径判别方法


[0001]本专利技术属于毫米波雷达
，尤其涉及一种毫米波雷达室内多径判别方法。

技术介绍

[0002]由于电磁波反射现象的存在，当某一物体周围存在对某一波段电磁波的反射体时，该物体将会在反射体中产在一个反射镜像，而这种镜像的存在，对雷达探测目标是有害的，同时由于反射的多样性，如即使只有一个反射体，也会存在多个反射路径而产生多个虚 假目标，上述由于反射所导致的不利影响，即为多径。如当一个人走进一间在整面墙壁装有一面大镜子的房间时，会产生一种这个房间很大的错觉，这便是多径效应的一种具体体现。
[0003]室内环境下，由于空间较小，同时墙壁、家具等静态摆放物原因，使得雷达在检测室内运动目标活动时，很容易应电磁波多次反射而产生虚假目标，导致检测不准。常用的识别多径方法有：1、天线处理：通常是采用旁瓣相消的方式，即为主天线同时设置若干个辅助天线，由辅助天线与主天线同时接收干扰信号，所有的信号回波中包含强度较高的期望信号和不需要的多径信号，将辅助天线进行加权求和处理后，得到与主天线干扰信号特性一致的信号，该信号与主天线干扰信号对消后，可抑制旁瓣进入雷达的干扰信号，实现多径干扰的消除。
[0004]2、信号处理通常在在雷达信号处理恒虚警检测后对检出的点云目标做速度相关性匹配，以此判断该点云是否为多径产生；上述减少多径方法，一是对天线设计有要求，同时后续旁瓣对消处理复杂，实现难度较大；二是对点云处理，会很容易存在漏判或误判为多径点云的情况；基于此，本专利技术提出一种基于室内群跟踪识别多径目标的方法。

技术实现思路

[0005]本专利技术公开的一种毫米波雷达室内多径判别方法，包括以下步骤：S1：对点云集进行聚类，将场景中满足聚类条件的点云用相同下标标记，场景中存在多个聚类点云簇；S2：计算各聚类点云簇的质心，用该质心表示该目标的位置坐标；S3：采用跟踪算法对每个点云簇目标跟踪，形成航迹跟踪集群；S4：对每一帧重复步骤S1
‑
S3，并通过滑窗保留航迹跟踪集群的结果，即对同一航迹ID，在预设滑窗窗体长度数量的帧中航迹均连续存在，则保留航迹，否则不保留航迹，得到k条连续存在的航迹；S5：计算每个连续存在的航迹在滑窗内X、Y、V
x
、V
y
维度的均值U={u1，u2……
u
k
}, u
k
=[u
x
，u
y
，uv
x
，uv
y
]，其中X,Y表示航迹平面坐标，V
x
、V
y
表示 x及y方向的速度，u
x
和u
y
表示航迹的x轴和y轴坐标，uv
x
和uv
y
表示航迹在x及y方向的速度；
S6：选取一航迹ID A，分别计算其与其他航迹ID B在窗体内X、Y、V
x
、V
y
维度的相关性Px
1_n
、Py
1_n
、PVx
1_n 、PVy
1_n
；若X、Y、V
x
、V
y
维度的相关性均大于设定正数；则初步判断航迹ID B与所选航迹A互为多径；S7：对航迹B与航迹A分别求滑窗内X轴和Y轴两个维度的均值，分别记为（uB
x,
uB
y
），（u1
x,
u1
y
）；S8：计算并比较均值坐标到雷达距离，航迹B记为R
B
，航迹A记为R
A
；R
B
=，R
A
=，若R
B
>R
A
，且航迹B在预设滑窗窗体长度数量帧的平均能量小于航迹A，则最终判定B为多径目标；移除多径目标，即将航迹B在航迹跟踪集群中删除，重复步骤S6
‑
S8，并比较剩下的点，直到所有航迹ID都已两两比较完成。
[0006]进一步的，聚类采用基于密度的DBSCAN聚类算法。
[0007]进一步的，航迹跟踪后得到跟踪航迹集群为T
f
={T
f_1
,T
f_2
……
T
f_m
}，f表示当前帧，m表示当前帧中的目标个数；每个跟踪目标包含位置，速度及加速度信息，即T
f_n
=[X,Y,V
x
,V
y
,Z
x
,Z
y
,S];其中X,Y表示航迹平面坐标，V
x
、V
y
表示航迹在x及y方向的速度，Z
x
、Z
y
表示航迹在x及y方向的加速度，S表示航迹的能量。
[0008]进一步的，预设滑窗窗体长度为50则T
f
={{T
1_1
,T
1_2
……
T
1_k
}, {T
2_1
,T
2_2
……
T
2_k
}
……
, {T
50_1
,T
50_2
……
T
50_k
}};共有k条连续存在的航迹。
[0009]进一步的，X维度及Y维度的相关性Px
1_n
、Py
1_n
计算如下：计算如下：计算如下：和分别为航迹ID A和航迹ID n在窗体内的X维度数组，cov表示协方差，σ表示方差；和分别为航迹ID A和航迹ID n在窗体内的Y维度数组；V
x
、V
y
维度的相关性PVx
1_n 、PVy
1_n
计算如下：计算如下：其中和分别为航迹ID A和航迹ID n在窗体内的V
X
维度数组，和分别为航迹ID A和航迹ID n在窗体内的V
Y
维度数组，n=2，3
……
k；f=1,2
……
50。
[0010]本专利技术的有益效果如下：本专利技术采用基于聚类跟踪方式去除多径目标，能减少计算量同时减少误判为多径目标的概率。
附图说明
[0011]图1本专利技术处理过程示意图；图2点云簇示意图；图3本专利技术多径判断逻辑流程图。
具体实施方式
[0012]下面结合附图对本专利技术作进一步的说明，但不以任何方式对本专利技术加以限制，基于本专利技术教导所作的任何变换或替换，均属于本专利技术的保护范围。
[0013]针对目前技术的不足，本专利技术将群跟踪算法应用在室内多径目标识别中，通过判断室内两个以上目标的运动信号相关性来识别多径目标。
[0014]本专利技术主要处理过程如下：毫米波雷达前端发射天线向外发射电磁波，电磁波遇到障碍物会反射回波信号，同本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种毫米波雷达室内多径判别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1：对点云集进行聚类，将场景中满足聚类条件的点云用相同下标标记，场景中存在多个聚类点云簇；S2：计算各聚类点云簇的质心，用该质心表示目标的位置坐标；S3：采用跟踪算法对每个点云簇目标跟踪，形成航迹跟踪集群；S4：对每一帧重复步骤S1
‑
S3，并通过滑窗保留航迹跟踪集群的结果，即对同一航迹ID，在预设滑窗窗体长度数量的帧中航迹均连续存在，则保留航迹，否则不保留航迹，得到k条连续存在的航迹；S5：计算每个连续存在的航迹在滑窗内X、Y、V
x
、V
y
维度的均值U={u1，u2……
u
k
}, u
k
=[u
x
，u
y
，uv
x
，uv
y
]，其中X,Y表示航迹平面坐标，V
x
、V
y
表示 x及y方向的速度，u
x
和u
y
表示航迹的x轴和y轴坐标，uv
x
和uv
y
表示航迹在x及y方向的速度；S6：选取一航迹ID A，计算其与其他航迹ID B在窗体内X、Y、V
x
、V
y
维度的相关性Px
1_n
、Py
1_n
、PVx
1_n 、PVy
1_n
；若X、Y、V
x
、V
y
维度的相关性均大于设定正数阈值；则初步判断航迹ID B与所选航迹A互为多径；S7：对航迹B与航迹A分别求滑窗内X轴和Y轴两个维度的均值，分别记为（uB
x,
uB
y
），（u1
x,
u1
y
）；S8：计算并比较均值坐标到雷达距离，航迹B记为R
B
，航迹A记为R
A
；R
B
=，R
A
=，若R
B
>R
A
，且航迹B在预设滑窗窗体长度数量帧的平均能量小于航迹A，则最终判定B为多径目标；移除多径目标，即将航迹B在航迹跟踪集群中删除，重复步骤S...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘军辉，张理斌，唐德琴，章锡阳，刘百超，邓志远，
申请(专利权)人：长沙莫之比智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：