CN111060886A - 一种多普勒雷达微运动目标检测方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本公开公开了一种多普勒雷达微运动目标检测方法及系统，包括采集静止目标的回波信号，对其进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。利用微运动目标所产生的多普勒频率相对较低的特点进行检测，并通过与高多普勒频率数据进行对比，使目标更突出，避免了噪声较大时，以绝对值进行判断所带来的错误，减少了环境噪声的影响。

Description

一种多普勒雷达微运动目标检测方法及系统
技术领域
本公开涉及多普勒雷达技术领域，特别是涉及一种多普勒雷达微运动目标检测方法及系统。
背景技术
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的背景技术信息，不必然构成在先技术。
多普勒雷达通过对物体位置信息变化的测量实现运动物体检测和定位。在对微运动目标进行测量时，由于微运动目标的振动幅度一般较小，噪声会对探测雷达的测量性能造成严重的干扰，并且环境的复杂多变也使得直接探测比较困难。
发明内容
为了解决上述问题，本公开提出了一种多普勒雷达微运动目标检测方法及系统，利用微运动目标所产生的多普勒频率相对较低的特点进行检测，并通过与高多普勒频率数据进行对比，使目标更突出，避免了噪声较大时，以绝对值进行判断所带来的错误，减少了环境噪声的影响。
为了实现上述目的，本公开采用如下技术方案：
第一方面，本公开提供一种多普勒雷达微运动目标检测方法，包括：
采集静止目标的回波信号，对其进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
作为可能的一些实现方式，通过数据采集卡或示波器采集经射频接收机处理的回波信号，得到回波时域数据；对回波时域数据进行多普勒滤波处理后，并求模得到多普勒数据。
作为可能的一些实现方式，对多普勒数据在同一距离向上，按照频段高低进行频段划分，选取低多普勒频段数据进行累加得到第一多普勒数据，选取低多普勒频段数据进行累加得到第二多普勒数据。
作为可能的一些实现方式，第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值超过阈值，判断存在微运动目标。
第二方面，本公开提供一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，包括：
采集静止目标的回波信号，对其进行加窗和距离向傅立叶变换后得到频域数据矩阵；
对频域数据矩阵进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
第三方面，本公开提供一种多普勒雷达微运动目标检测系统，包括：
数据采集模块，被配置为采集经射频接收机处理的静止目标的回波信号，对其进行多普勒滤波处理得到多普勒数据，或对其进行加窗和距离向傅立叶变换后得到频域数据矩阵，对频域数据矩阵进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
多普勒数据处理模块，被配置为对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
检测模块，被配置为对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
与现有技术相比，本公开的有益效果为：
本公开利用微运动目标所产生的多普勒频率相对较低的特点进行检测，并通过与高多普勒频率数据进行对比，使目标更突出，避免了噪声较大时，以绝对值进行判断所带来的错误，减少了环境噪声的影响。
附图说明
构成本公开的一部分的说明书附图用来提供对本公开的进一步理解，本公开的示意性实施例及其说明用于解释本公开，并不构成对本公开的不当限定。
图1是实施例1中多普勒雷达微运动目标检测的方法的流程图；
图2是实施例1中回波时域图；
图3是实施例1中多普勒谱；
图4是实施例1中低多普勒频段的数据进行累加得到数据(频点6-20)；
图5是实施例1中高多普勒频段的数据进行累加得到数据(频点90-110)；
图6是实施例2中超宽带多普勒雷达微运动目标检测的方法的流程图；
图7是实施例2中回波时域图；
图8是实施例2中距离向傅里叶变换后的频谱图；
图9是实施例2中多普勒谱；
图10是实施例2中目标检测图。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本公开做进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本公开提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本公开所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本公开的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种多普勒雷达微运动目标检测方法，包括：
1.通过数据采集卡或示波器收集经射频接收机处理的静止生命体目标的回波信号数据或经等效采样处理的回波信号数据A，得到回波时域数据，如图2；
2.对回波数据进行多普勒滤波，本实施例中采用的FFT点数为256；
3.然后并求模，得到多普勒数据B，如图3；
4.针对多普勒数据B，选取低多普勒频段的数据进行累加得到数据C，结果为228.0709，如图4所示，选取频点6-20为低多普勒频段；
选取高多普勒频段的数据进行累加得到数据D，结果为24.5016，如图5所示，选取频点90-110为高多普勒频段；
5.计算E＝C/D，得到9.3084，超过一定阈值(本实施例中阈值为2)的情况下，判断有微运动目标。
实施例2
如图6所示，本实施例提供一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，包括：
1.通过数据采集卡或示波器收集经射频接收机处理的静止生命体目标的回波信号数据或经等效采样处理的回波信号数据A，得到回波时域数据，如图7；
2.对回波数据进行加窗，距离向傅里叶变换得到频域数据矩阵，如图8，本实施例中采用的FFT点数为1024；
3.然后对频域数据矩阵进行多普勒滤波，然后并求模得到多普勒频谱B，如图9，本实施例中采用的多普勒FFT点数为256；
4.针对多普勒数据B，在同一距离向上选取低多普勒频段的数据进行累加得到数据C，选取高多普勒频段的数据进行累加得到数据D；
5.计算E＝C/D，最大峰值得到16.13，如图10，超过一定阈值(本实施例中阈值为4)的情况下，判断有微运动目标。
以上仅为本公开的优选实施例而已，并不用于限制本公开，对于本领域的技术人员来说，本公开可以有各种更改和变化。凡在本公开的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本公开的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本公开的具体实施方式进行了描述，但并非对本公开保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本公开的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本公开的保护范围以内。

Claims (10)

1.一种多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，包括：
采集静止目标的回波信号，对其进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
2.如权利要求1所述的一种多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
通过数据采集卡或示波器采集经射频接收机处理的回波信号，得到回波时域数据。
3.如权利要求2所述的一种多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
对回波时域数据进行多普勒滤波处理后，并求模得到多普勒数据。
4.如权利要求1所述的一种多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
对多普勒数据在同一距离向上，按照频段高低进行频段划分，选取低多普勒频段数据进行累加得到第一多普勒数据，选取低多普勒频段数据进行累加得到第二多普勒数据。
5.如权利要求1所述的一种多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值超过阈值，判断存在微运动目标。
6.一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，包括：
采集静止目标的回波信号，对其进行加窗和距离向傅立叶变换后得到频域数据矩阵；
对频域数据矩阵进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
7.如权利要求6所述的一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
通过数据采集卡或示波器采集经射频接收机处理的回波信号，得到回波时域数据；
对回波时域数据进行多普勒滤波处理后，并求模得到多普勒数据。
8.如权利要求6所述的一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
对多普勒数据在同一距离向上，按照频段高低进行频段划分，选取低多普勒频段数据进行累加得到第一多普勒数据，选取低多普勒频段数据进行累加得到第二多普勒数据。
9.如权利要求6所述的一种超宽带多普勒雷达微运动目标检测方法，其特征在于，
第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值超过阈值，判断存在微运动目标。
10.一种多普勒雷达微运动目标检测系统，其特征在于，包括：
数据采集模块，被配置为采集经射频接收机处理的静止目标的回波信号，对其进行多普勒滤波处理得到多普勒数据，或对其进行加窗和距离向傅立叶变换后得到频域数据矩阵，对频域数据矩阵进行多普勒滤波处理得到多普勒数据；
多普勒数据处理模块，被配置为对多普勒数据进行频段划分，得到第一频段和第二频段，将第一频段和第二频段的多普勒数据分别进行累加得到第一多普勒数据和第二多普勒数据；
检测模块，被配置为对第一多普勒数据和第二多普勒数据的比值进行阈值检测，得到静止目标是否进行微运动的检测结果。
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