[发明专利]一种针对墙体位置未知的角落目标定位方法

说明书

本发明公开了一种基于多径利用的多输入多输出雷达目标定位方法，涉及多径利用雷达目标定位技术领域。主要解决目标位于雷达非直视区且墙体位置未知时的定位问题。首先通过雷达阵列旋转的方式，同时利用后向投影成像算法估计墙体位置，然后对目标进行成像，提取出雷达图像中的聚焦区域，然后根据聚焦区域中心到阵列中心的距离对聚焦区域进行排序，最后根据多径传输模型将聚焦区域与实际传输路径匹配，并按不同的路径结合墙体位置计算目标位置。本发明的优点是能准确估计非直视区目标的位置，且操作简单，不暴露操作人员位置。

技术领域

本发明涉及多径利用雷达目标定位技术领域，特别是涉及目标位于雷达非直视区且墙体位置未知时的单目标定位方法。

背景技术

多径利用雷达目标定位技术领域主要利用电磁波在建筑物表面的镜面反射和衍射，对位于雷达非直视区的隐秘目标进行检测、定位和识别，在城市巷战、反恐作战、灾难救援等领域具有重大的应用价值。电磁波在拐角巷道内传播时，存在许多不同的传播路径，其中利用墙角的电磁波衍射可以探测到目标，同时，由于巷道光滑墙体的存在，电磁波从发射雷达发射出去之后会在墙体表面进行一次或者多次反射，以此也可以探测到目标。

国内外许多研究机构开展了非直视情况下利用多径回波对目标探测的研究。荷兰国防研究局利用多径回波产生的距离-多普勒图像区分不同的动目标(Deiana,D.,Kossen,A.S.,van Rossum,W.L.:'Multipath exploitation in an urban environment using aMIMO surveillance radar'.International Radar Symposium,Vilnius,Lithuania,2010,pp.1-4.),瑞典国防研究局利用多径回波成功获取了动目标的微多普勒特征(Gustafsson,M.,Andersson,Asa.,Johansson,T.,et al.:'Extraction of Human Micro-Doppler Signature in an Urban Environment Using a Sensing-Behind-the-CornerRadar',IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters,2016,13,(2),pp.187-191).

上述研究只是利用多径探测到了目标，并未实现目标的定位。伊利诺大学芝加哥分校提出了利用点扩散函数和复合点扩散函数对隐秘目标进行定位的方法(Setlur,P.,Negishi,T.,Devroye,N.,et al.:'Multipath Exploitation in Non-LOS UrbanSynthetic Aperture Radar',IEEE Journal of Selected Topics in SignalProcessing,2014,8,(1),pp.137-152).伊尔默瑙工业大学提出了利用不同多径回波对动目标进行定位的方法(Zetik,R.,Eschrich,M.,Jovanoska,S.,et al.:'Looking behind acorner using multipath-exploiting UWB radar',IEEE Transactions on Aerospaceand Electronic Systems,2015,51,(3),pp.1916-1926)，它从目标回波中提取出衍射和一次反射以及两者组合回波，然后利用场景几何结构对目标进行定位。但是上述方法都假设建筑物位置已知，在实际应用中，墙体位置一般未知。因此研究墙体位置未知环境下的非直视目标定位问题具有重要的价值。

发明内容

本发明为解决上述问题，提出了一种适用于墙体位置未知环境下的非直视目标定位方法，首先利用后向投影成像算法估计墙体位置，然后对目标进行成像，提取出雷达图像中的聚焦区域，然后根据聚焦区域中心到阵列中心的距离对聚焦区域进行排序，最后根据多径传输模型将聚焦区域与实际传输路径匹配，并按不同的路径结合墙体位置计算目标位置。

本发明技术方案如下：