[发明专利]一种基于EMD的自适应穿墙雷达静止人体目标定位方法

权利要求书

1.一种基于EMD的自适应穿墙雷达静止人体目标定位方法，该方法包括以：

步骤1：生成多周期回波距离像；

MIMO雷达不断向外发射步进频信号，同时接收目标回波信号；对其中一个通道而言，将接收到的多周期原始回波通过混频、低通滤波和采样后，对其做Y点快时间维离散傅里叶变换，得到多周期原始距离像；

步骤2：分解多周期距离像；

步骤2-1：找出多周期距离像中原始列信号的极大值点和极小值点，分别采用三次样条插值拟合，产生上下包络线，并计算上下包络的均值，记为m₁(t)；

步骤2-2：用列信号减去平均包络m₁(t)，得到一个去掉低频的新序列h₁(t)；重复迭代，直到收敛指标SD满足收敛条件SD∈[0.2,0.3]，得到列信号的第一个固有模态函数IMF；

步骤2-3：从原始列信号中将第一个IMF分量分离出来，并对剩余部分采用步骤2-1和步骤2-2的方法做相同处理，分离出剩余部分的IMF分量，依次重复步骤2-3，将原始列信号分解为有限个不同阶的IMF分量和一个余项r_n(t)；

步骤3：自适应挑选距离像；

对每个IMF分量做慢时间维傅里叶变换，转换到频率进行自动筛选；其中，含有的呼吸频率大于设定的阈值的IMF分量被提取出来，重新组成新的多周期距离像；

步骤4：快速成像及优化；

步骤4-1：通过背向投影BP算法，创建成像区域查找表，计算每个通道每个周期的距离延迟，相干叠加到成像区域上，实现快速BP成像；根据BP成像算法，相干叠加各通道数据，第p周期，第r_q个像素点的像素值为：

其中，ω表示点扩展函数的权重因子，τ_mn是像素点r_q与第m个发射天线和第n个接收天线的传播时延，R'_p(m,n,τ_mn)表示第mn个通道中第r_q个像素点的像素值；

步骤4-2：计算每个通道，每个像素点的标准差，并计算对应的相位相干因子PCF；像素点r_q的PCF值为：

其中，表示像素点r_q对应第m个发射天线第n个接收天线的相位，p≥1表示敏感因子，std(·)为标准差函数，复指数的标准差函数表示为：

目标处的像素点由于各个通道相位相同，PCF值为1；其余像素点由于各个通道间相位不同，PCF值小于1；将原始图像域对应的相位相干因子相乘，进一步抑制杂波与噪声；

I_PCF(r_q)＝PCF(r_q)×I(r_q)

步骤4-3：通过二维椭圆图像滤波技术将PCF处理后的图像进行平滑，进一步提高图像质量。

2.如权利要求1所述的一种基于EMD的自适应穿墙雷达静止人体目标定位方法,其特征在于该方法步骤4后还包括计算每个通道，每个像素点的标准差，并计算对应的相位相干因子PCF；目标处由于各个通道相位相同，PCF值为1；其余像素点由于各个通道间相位不同，PCF值小于1；将原始图像域对应的相位相干因子相乘，进一步抑制杂波与噪声。

3.如权利要求1所述的一种基于EMD的自适应穿墙雷达静止人体目标定位方法,其特征在于所述步骤1中回波信号中包括：墙体直接回波、环境杂波、目标回波；采用平均对消的方法消除墙体直接回波。

4.如权利要求1所述的一种基于EMD的自适应穿墙雷达静止人体目标定位方法,其特征在于所述步骤1中第m个发射天线发射的步进频信号表示为：

其中，f₀为初始频率，Δf为频率步进，Ω为频点数，T₀为每个频点的持续时间；第n个接收天线接收到的目标回波为：

其中，|Γ|e^jφ表示目标复反射系数，τ(t)＝2r(t)/c表示目标传播时延。