[发明专利]一种穿墙雷达对多运动目标实时探测、分离的方法

说明书

技术领域

本发明属于穿墙雷达技术领域，特别是涉及一种穿墙雷达对多运动目标实时探测、分离的方法。

背景技术

穿墙雷达自一面世就引起了社会各方的广泛关注，英国《新科学家》杂志曾经在2009年将穿墙雷达列为未来30年最有前景的十项科技发明之一，并称它的作用将如同手机、互联网等一样对现代人类生活产生巨大的影响。穿墙雷达作为一种正在发展中的新技术，该技术可以广泛地应用在军事、反恐、救灾、医疗、警戒、安检等领域。

对于穿墙雷达技术而言，国内外学者的研究主要集中在穿墙雷达的硬件设计以及其信号处理技术两个方面。而目标探测、虚假目标剔除、成像及多运动目标实时搜索、跟踪等是穿墙雷达的信号处理技术主要的研究方向。其中，对运动目标实时探测是穿墙雷达的关键技术之一，它决定了穿墙雷达对各运动中的目标位置准确探测的策略，是目标的定位和实时跟踪的基石，并直接影响了穿墙雷达的整体性能。目前，关于国内外的专家和学者对单运动目标的实时探测取得了极大的成功，推出了各种有效地实时单运动目标探测、定位技术。

但是在多运动目标场景下，由于穿墙雷达的回波信号成分复杂，包含发射天线和接收天线之间的直接耦合波、墙体界面的反射波、系统热噪声和周围环境的白噪声、射频干扰信号和墙壁后面目标的反射回波等，特别是由于多运动目标场景下各目标的回波信号经过多次反射后相互干扰，导致回波信号成分更加复杂，真实目标被淹没在其中从而难以探测出真实目标，故在多运动目标自动探测、定位方面的进展却不尽人意。

如果有一种新的方法能够对穿墙雷达的回波信号按照各运动目标到接收天线的距离进行有效分离，即每区域里只含一个运动目标，那么再结合现有的单运动目标的探测方法就能够实现对多运动目标的实时探测。因此，如何在多运动目标场景下实现对穿墙雷达回波信号按照各运动目标实时分离的技术，成为本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种穿墙雷达对多运动目标实时探测、分离的方法。

本发明提供的技术方案是：一种穿墙雷达对多运动目标实时探测、分离的方法，包括如下步骤：

步骤1、预采集前K次的一维回波信号，求出它们的平均值y₀(n)，n代表离散的时间，且n∈[1,N]，其中N为每条扫描数据的采用点数；

步骤2、从第K+1条扫描数据开始，将当前采集的扫描数据，假设为第k条扫描数据，经过指数平滑滤波处理，获得消除直达波及静止目标的信号x'_k(n)；

步骤3、对当前消除直达波及静止目标的信号x'_k(n)进行希尔伯特变换得到进一步获得当前消除直达波及静止目标的信号x'_k(n)的包络E(n)；

步骤4、利用固定阈值TH₁对当前消除直达波及静止目标的信号x'_k(n)的做粗分离，其实现步骤为，

步骤4.1，计算包络E(n)所有点的幅度的平均值

步骤4.2，令阈值将该阈值与包络E(n)幅度值进行比较，当X_out1(n)为1就表明该位置有目标，X_out1(n)为0就表明该位置没有目标，从而将包络E(n)的幅度值大于阈值TH₁的点形成非零区域；

步骤4.3，令x'_k(n)＝x'_k(n)×X_out1(n)，将当前消除直达波及静止目标的信号x'_k(n)的幅值不等于0的点构成若干有效区域；

步骤5、利用自适应阈值TH₂对步骤4中的某一个有效区域做细分离，假设有效区域为闭区间[a，b]，其中[a,b][1,N]，所述的步骤5包括如下步骤：

步骤5.1，假设滑动窗的长度为2M-1；

步骤5.2，计算该闭区间第一个点，即a点，对应的自适应阈值TH₂，其中

步骤5.3，如果该点对应的包络幅度值E(a)≥C₂×TH₂，则令X_out2(a)＝1，否则X_out2(a)＝0，X_out2(a)为1就表明该位置有目标，X_out2(a)为0就表明该位置没有目标；