【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于运动感知，特别涉及一种用于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法。
技术介绍
1、近年来，随着雷达技术和半导体工业的不断发展，毫米波雷达已经逐渐成为一种高度便捷、低成本、节能环保且稳定可靠的运动感知解决方案。毫米波雷达在运动感知方面的出色性能，使得其在自动驾驶、人机交互、健康监测和智慧养老等众多领域都得到了广泛应用。然而，现有的雷达运动感知技术对幅度仅有数百分之一波长的微小运动以及快速的大幅度运动的探测仍然面临挑战。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的第一目的在于解决现有技术的不足，提出一种用于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，以可实现雷达工作频率的动态调整，从而增强雷达对各种幅度运动的感知能力。
2、本专利技术的目的可通过下列技术方案来实现：一种用于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，包括以下步骤：
3、步骤1、在数字域中，对原始fmcw雷达拍频信号进行抽样，拆分出多个子fmcw雷达拍频信号；
4、步骤2、对各个子fmcw雷达拍频信号分别进行range-fft获得对应的range profile；
5、步骤3、确定目标所在的range b in，并提取各个子fmcw雷达的原始正交信号；
6、步骤4、对所有子fmcw雷达的正交信号作乘法操作，重构出一个具有新的工作频率的正交信号。
7、优选的，所述步骤1中原始fmcw雷达拍频信号的数字域表示为其中：n对应快时间维度，m对应慢时间维度
8、优选的，所述步骤1中所述抽样为沿快时间维度对原始fmcw雷达拍频信号进行抽样。
9、优选的，所述抽样为等间隔均匀抽样，获得p个子fmcw雷达拍频信号为各个子fmcw雷达拍频信号每个周期内的采样点数为
10、优选的，所述的步骤2中对各个子fmcw雷达拍频信号沿快时间维度分别进行range-fft,得到的各个子fmcw雷达的range profile为
11、
12、
13、优选的，所述步骤3中确定目标所在的range bin沿慢时间维度分别提取各个子fmcw雷达的原始正交信号为
14、
15、优选的，所述原始fmcw雷达拍频信号包括来自微小运动的感知信号和来自大幅度快速运动的感知信号；对于来自微笑运动的感知信号，通过对其所有子fmcw雷达的正交信号进行点乘操作进行重构；对于来自大幅度快速运动的感知信号，通过对其所有fmcw雷达的正交信号进行共轭相乘操作进行重构。
16、优选的，通过重构得到的正交信号其中(*)表示共轭操作是可选的，重构的正交信号的工作频率为
17、优选的，所述步骤1中，对原始fmcw雷达拍频信号采用奇偶分离的方法拆分为2个fmcw雷达拍频信号。
18、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术通过将fmcw雷达拍频信号拆分为多个子fmcw雷达信号，并综合提取到的正交信号，实现了雷达工作频率的可重构，而且无需更改硬件。通过重构雷达的工作频率，本专利技术可以有效解决微小运动感知面临的圆拟合不精确和信噪比要求高的问题，以及快速大幅度运动感知面临的速度模糊问题，从而显著提高fmcw雷达的运动感知能力。与现有技术相比，本专利技术提出的频率可重构技术将fmcw雷达对幅度仅有数百分之一波长的微小运动的感知能力提升3倍，对大幅度运动的感知能力则提升了将近10倍。
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1.一种用于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤1中原始FMCW雷达拍频信号的数字域表示为其中：n对应快时间维度，m对应慢时间维度，N为一个单个脉冲重复周期内拍频信号的采样点数，ρ为目标反射系数，B为发射的调频信号的带宽，fc为调频信号的中心频率，R[m]为目标与雷达之间的距离，包括目标与雷达之间的标称距离d0和目标的位移x[m]，R[m]＝d0+x[m]，c为自由空间中的光速。
3.根据权利要求1或2所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤1中所述抽样为沿快时间维度对原始FMCW雷达拍频信号进行抽样。
4.根据权利要求1或2所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述抽样为等间隔均匀抽样，获得P个子FMCW雷达拍频信号为各个子FMCW雷达拍频信号每个周期内的采样点数为
5.根据权利要求4所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述的
6.根据权利要求1或2所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤3中确定目标所在的沿慢时间维度分别提取各个子FMCW雷达的原始正交信号为
7.根据权利要求1或2所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述原始FMCW雷达拍频信号包括来自微小运动的感知信号和来自大幅度快速运动的感知信号；对于来自微笑运动的感知信号，通过对其所有子FMCW雷达的正交信号进行点乘操作进行重构；对于来自大幅度快速运动的感知信号，通过对其所有FMCW雷达的正交信号进行共轭相乘操作进行重构。
8.根据权利要求7所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，通过重构得到的正交信号其中(*)表示共轭操作是可选的，重构的正交信号的工作频率为
9.根据权利要求4所述的一种于FMCW雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤1中，对原始FMCW雷达拍频信号采用奇偶分离的方法拆分为2个FMCW雷达拍频信号。
...【技术特征摘要】
1.一种用于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤1中原始fmcw雷达拍频信号的数字域表示为其中：n对应快时间维度，m对应慢时间维度，n为一个单个脉冲重复周期内拍频信号的采样点数，ρ为目标反射系数，b为发射的调频信号的带宽，fc为调频信号的中心频率，r[m]为目标与雷达之间的距离，包括目标与雷达之间的标称距离d0和目标的位移x[m]，r[m]＝d0+x[m]，c为自由空间中的光速。
3.根据权利要求1或2所述的一种于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述步骤1中所述抽样为沿快时间维度对原始fmcw雷达拍频信号进行抽样。
4.根据权利要求1或2所述的一种于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述抽样为等间隔均匀抽样，获得p个子fmcw雷达拍频信号为各个子fmcw雷达拍频信号每个周期内的采样点数为
5.根据权利要求4所述的一种于fmcw雷达运动感知增强的频率重构方法，其特征在于，所述的步骤2中对各个子fmc...
【专利技术属性】
技术研发人员：顾昌展，张志伟，吴林晟，林海立，毛军发，
申请(专利权)人：上海交大平湖智能光电研究院，
类型：发明
国别省市：
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