[发明专利]一种基于FMCW移动平台的生命体征检测与成像方法

说明书

本发明公开了一种基于FMCW移动平台的生命体征检测与成像方法，该方法首先通过FMCW雷达进行SAR成像，从图像中搜索目标所在的区域，得到目标的准确位置；之后进一步提取每个目标对应的信号片段并进行时频分析，从而获得目标的微多普勒信息，从微多普勒信息中提取生命体的呼吸心跳频率，重新标定图像中的各个目标，去除场景中的非生命体目标，完成最终的成像。本发明方法的检测性能可靠，成像效果优良，可以对场景中的生命体与非生命体进行有效区分并获得相应的生命体征信息。

技术领域

本发明属于雷达技术领域，特别涉及一种基于FMCW移动平台的生命体征检测与成像方法。

背景技术

移动雷达平台通过天线的方位移动，能够获得更大的合成孔径和更好的空间分辨率，同时雷达平台使用的天线比传统波束扫描雷达所使用的天线要小很多，便于部署和装载。如今调频连续波雷达技术的发展日益成熟，现代调频连续波雷达具有轻量化、低成本和高分辨率等优势，其在地球科学、安防和救援探测等领域的应用中具有极大的潜力。

随着移动载具的迅速发展，灾难救援和军事等领域中对于场景内生命体目标探测的需求日益显著。现有的雷达搜救系统只能固定在一个位置上使用，且大多只能探测到运动的生命体目标。SAR成像系统可以解决平台不能移动的问题，能够透过墙体对场景中的多个目标进行成像，但是无法区分生命体目标和非生命体目标。

当今的搜救与反恐等应用场景都极端复杂，固定位置的平台和无法分离生命体目标的成像技术显然已经不能满足使用需求，在复杂环境下对大场景进行检测，同时能够去除干扰目标，获得人体目标的位置、图像和生命体征等信息就显得由关重要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于提供一种针对单雷达平台对生命体征检测及成像的方法。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种基于FMCW移动平台的生命体征检测与成像方法，包括以下步骤：

步骤1、FMCW移动平台在场景内按直线轨迹运行采集原始回波信号r(s_t)，之后对原始回波信号r(s_t)进行预处理，并对其进行SAR成像，获得成像结果I；

步骤2、在步骤1的成像结果I中定位各个目标的位置TP_n，依据目标的位置信息从原始回波信号中提取对应的回波片段Tvs_n；

步骤3、对步骤2提取的回波片段Tvs_n进行预处理、短时傅里叶变换及频率曲线提取、去运动补偿以及平滑处理，进而提取目标包含的生命体征信息；

步骤4、对步骤3提取的生命体征信息进行分析，去除成像场景中的非生命体，获得成像结果I’，完成场景内的生命体成像与生命体征检测。

本发明与现有技术相比，其显著优点为：1)本发明通过采用移动平台搭载雷达的方法，可以进行大范围、复杂环境下的生命体征检测与成像；2)本发明利用FMCW雷达微多普勒效应的检测原理并使用FMCW回波信号进行SAR成像，可以在单一调制模式下同时完成目标成像与生命体征的检测；3)本发明利用阈值分割与多普勒特征提取技术，达到了自动快速检测成像目标中生命体的技术效果。

下面结合附图对本发明作进一步详细的说明。

附图说明

图1为本发明基于FMCW移动平台的生命体征检测与成像方法流程图。

图2为本发明方法中改进的RD算法的流程图。

图3为本发明实施例中仿真实验场景设计图。

图4为本发明实施例中目标的呼吸心跳信号图，其中，(a)为目标1的呼吸心跳信号图，(b)为目标3的呼吸心跳信号图。

图5为本发明实施例中场景成像图。