一種結(jié)合頻域雜波圖檢測(cè)與高低頻能量比的人體探測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及人體探測(cè)領(lǐng)域，特設(shè)及一種結(jié)合頻域雜波圖檢測(cè)與高低頻能量比的人 體探測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 隔墻探測(cè)雷達(dá)是一部人員指示雷達(dá)，用于密室內(nèi)的人體檢測(cè)，為決策人員提供決 策依據(jù)。
[0003] 該雷達(dá)采用連續(xù)波體制W滿足雷達(dá)低功耗要求，同時(shí)采用了零中頻接收機(jī)技術(shù)W 降低AD采樣率。隔墻探測(cè)雷達(dá)工作時(shí)，發(fā)射天線往外福射一單點(diǎn)頻正弦信號(hào)，并通過(guò)接收 天線接收雷達(dá)回波信號(hào)。雷達(dá)回波信號(hào)經(jīng)過(guò)一次下變頻直接變頻至基帶，然后經(jīng)過(guò)低通濾 波器提取出基帶內(nèi)的有用信號(hào)。
[0004] 凡事都是有利必有弊。該雷達(dá)在享受連續(xù)波體制帶來(lái)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，也承受了連續(xù) 波體制雷達(dá)所固有的缺點(diǎn)。發(fā)射機(jī)的射頻泄漏會(huì)造成雷達(dá)回波基帶信號(hào)中含有高強(qiáng)度的直 流成分。此外，為了滿足雷達(dá)對(duì)于墻體穿透性的要求，雷達(dá)的工作頻段較低，而且人體運(yùn)動(dòng) 和呼吸的頻率很低，由= T可知其雷達(dá)回波的多譜勒頻率集中在零頻附近。因此，常規(guī) 的動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)對(duì)于該雷達(dá)已無(wú)法適用，必須研究出一種新算法用于室內(nèi)人體檢測(cè)。
[0005] 雷達(dá)回波基帶信號(hào)由射頻泄漏和直達(dá)波的直流信號(hào)、地雜波及人體各部分回波組 成。由于，雷達(dá)工作頻率較低（工作波長(zhǎng)較長(zhǎng)），由= f可知人體各部分回波的多譜勒 頻率較低，只有幾赫茲左右。因此，有用的人體回波信號(hào)都集中于零頻附近。
[0006] 常規(guī)動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法在零頻附近有較大的凹口，在將直流分量對(duì)消掉的同時(shí)，有 用的人體回波信號(hào)也被對(duì)消掉；或者由于濾波器的固有特性，造成直流分量與人體回波信 號(hào)相互交織，有用人體回波信號(hào)頻譜附近的背景電平都被抬高，造成常規(guī)目標(biāo)檢測(cè)算法失 〇 〇

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 針對(duì)【背景技術(shù)】的不足，本發(fā)明利用頻域雜波圖檢測(cè)室內(nèi)動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)，高低頻能 量比用于室內(nèi)靜態(tài)人體檢測(cè)。本發(fā)明順序包括頻域雜波圖建立、頻域雜波圖檢測(cè)和高低頻 能量比，其中頻域雜波圖建立包括多譜勒濾波、頻域雜波圖更新及存儲(chǔ)，頻域雜波圖檢測(cè)則 根據(jù)頻域雜波圖背景電平確立的判決口限進(jìn)行人體探測(cè)，高低頻能量比則根據(jù)回波中高低 頻能量的不同進(jìn)行人體探測(cè)，本發(fā)明具有較好的人體檢測(cè)性能和推廣能力，可廣泛應(yīng)用于 反恐、巷戰(zhàn)密室內(nèi)的人員探測(cè)、地震人員捜救等技術(shù)領(lǐng)域。
[000引本發(fā)明的技術(shù)方案是；一種結(jié)合頻域雜波圖檢測(cè)與高低頻能量比的人體探測(cè)方 法，順序包括頻域雜波圖建立、頻域雜波圖檢測(cè)和高低頻能量比，其中頻域雜波圖建立包括 多譜勒濾波、頻域雜波圖更新及頻域雜波圖存儲(chǔ)，頻域雜波圖檢測(cè)則根據(jù)頻域雜波圖背景 電平確立的判決口限進(jìn)行人員探測(cè)，用于室內(nèi)動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)，
[0009] 其特征在于；所述的高低頻能量比用于室內(nèi)靜態(tài)人體檢測(cè)，高低頻能量比 包括低頻能量和高頻能量計(jì)算，低頻能量為f Sf=T〇i 20iDgio >高頻能量為 ^2：f=+f-^2Dtog"?|Sa：l|當(dāng)?shù)皖l能量值比高頻能量值大于檢測(cè)口限時(shí)就判決為有人，否則 ? 判決為無(wú)人，其中K代表低頻能量的截止頻率，L代表高頻能量的起始頻率，L+M代表高頻能 量的截止頻率。
[0010] 如上所述的人體探測(cè)方法，其特征在于；所述的低頻能量頻率范圍在0?10化，高 頻能量范圍在10?40化。
[0011] 如上所述的人體探測(cè)方法，其特征在于：所述頻域雜波圖更新時(shí)，新的雜波功率值 Y(n)由下式確定；
[001 引 Y(n) = Y(n-l) X a 巧(n)*(l-a )
[0013] 式中，Y(n-l)是老的頻域雜波功率值，X(n)是當(dāng)前平均頻域雜波功率值，a是調(diào) 整更新速度的系數(shù)。
[0014] 如上所述的人體探測(cè)方法，其特征在于：所述的頻域雜波圖檢測(cè)根據(jù)公式H = 0 XY(n)確定，式中0為一個(gè)口限修正因子，如果被檢測(cè)信號(hào)大于口限H，就判為有目標(biāo)， 否則判為無(wú)目標(biāo)。
[0015] 本發(fā)明的有益效果是；本發(fā)明充分利用高低頻能量比信息，使本發(fā)明不僅能夠檢 查動(dòng)態(tài)的人體運(yùn)動(dòng)軌跡，還能夠有效的對(duì)靜態(tài)人體（不動(dòng)的人）進(jìn)行有效檢查，實(shí)現(xiàn)了墻 體、地震后地下掩埋人體的有效探測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0016] 圖1方位頻譜單元的劃分
[0017] 圖2無(wú)人時(shí)的頻譜圖20*logw|S(f)
[0018] 圖3有人時(shí)的頻譜圖20*logi〇|S訊I ;
[0019] 圖4為本發(fā)明流程框圖；
[0020] 圖5為人剛進(jìn)入雷達(dá)掃描范圍的頻域雜波圖檢測(cè)結(jié)果；
[0021] 圖6為人在雷達(dá)掃描范圍內(nèi)一段時(shí)間后的頻域雜波圖檢測(cè)結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0022] W下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。
[0023] 如圖4所示，本發(fā)明順序包括頻域雜波圖建立、頻域雜波圖檢測(cè)和高低頻能量比， 其中頻域雜波圖建立包括多譜勒濾波、頻域雜波圖更新及存儲(chǔ)，頻域雜波圖檢測(cè)則根據(jù)頻 域雜波圖背景電平確立的判決口限進(jìn)行人員探測(cè)，高低頻能量比則根據(jù)回波中高低頻能量 的不同進(jìn)行人體探測(cè)。所述的低頻能量頻率范圍在0?10化，高頻能量范圍在10?40化。
[0024] 本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例；
[0025] 一 .頻域雜波圖建立步驟：
[0026] 1. 1多譜勒濾波；
[0027] 先對(duì)雷達(dá)回波基帶信號(hào)進(jìn)行直流信號(hào)消除處理，再進(jìn)行切比雪夫加權(quán)FFT。多譜勒 濾波表達(dá)式-
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種結(jié)合頻域雜波圖檢測(cè)與高低頻能量比的人體探測(cè)方法，順序包括頻域雜波圖 建立、頻域雜波圖檢測(cè)和高低頻能量比，其中頻域雜波圖建立包括多譜勒濾波、頻域雜波圖 更新及頻域雜波圖存儲(chǔ)，頻域雜波圖檢測(cè)則根據(jù)頻域雜波圖背景電平確立的判決門限進(jìn)行 人員探測(cè)，用于室內(nèi)動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)，其特征在于：所述的高低頻能量比用于室內(nèi)靜態(tài)人體檢 測(cè)，高低頻能量比包括低頻能量和高頻能量計(jì)算，低頻能量為
高 頻能量為丨
當(dāng)?shù)皖l能量值比高頻能量值大于檢測(cè)門限時(shí)就判決 為有人，否則判決為無(wú)人，其中K代表低頻能量的截止頻率，L代表高頻能量的起始頻率，L+M代表高頻能量的截止頻率。
2. 如權(quán)利要求1所述的人體探測(cè)方法，其特征在于：所述的低頻能量頻率范圍在0? 10Hz，高頻能量范圍在10?40Hz。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的人體探測(cè)方法，其特征在于：所述頻域雜波圖更新時(shí)，新的 雜波功率值Y(n)由下式確定： Y(n) =Y(n-1)Xa+X(n) * (1-a) 式中，Y(n-l)是老的頻域雜波功率值，X(n)是當(dāng)前平均頻域雜波功率值，a是調(diào)整更 新速度的系數(shù)。
4. 如權(quán)利要求3所述的人體探測(cè)方法，其特征在于：所述的頻域雜波圖檢測(cè)根據(jù)公式 H=XY(n)確定，式中0為一個(gè)門限修正因子，如果被檢測(cè)信號(hào)大于門限H，就判為有目 標(biāo)，否則判為無(wú)目標(biāo)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及人體探測(cè)領(lǐng)域，特涉及一種結(jié)合頻域雜波圖檢測(cè)與高低頻能量比的人體探測(cè)方法。本發(fā)明順序包括頻域雜波圖建立、頻域雜波圖檢測(cè)和高低頻能量比，其中頻域雜波圖建立包括多譜勒濾波、頻域雜波圖更新及存儲(chǔ)，頻域雜波圖檢測(cè)則根據(jù)頻域雜波圖背景電平確立的判決門限進(jìn)行人體探測(cè)，高低頻能量比則根據(jù)回波中高低頻能量的不同進(jìn)行人體探測(cè)，頻域雜波圖檢測(cè)用于室內(nèi)動(dòng)態(tài)人體檢測(cè)，高低頻能量比用于室內(nèi)靜態(tài)人體檢測(cè)。本發(fā)明具有較好的人體檢測(cè)性能和推廣能力，可廣泛應(yīng)用于反恐、巷戰(zhàn)密室內(nèi)的人員探測(cè)、地震人員搜救等技術(shù)領(lǐng)域。
【IPC分類】G01S13-88
【公開(kāi)號(hào)】CN104569966
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510031444
【發(fā)明人】鄭志成, 韓喆, 黃志華, 徐敏超, 董錚, 馬俊杰, 余洋
【申請(qǐng)人】武漢濱湖電子有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2015年1月22日