CN112363133A - 一种基于多普勒雷达的目标检测方法、介质及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于多普勒雷达的目标检测方法、介质及装置，其中方法包括：获取回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应回波信号数据的频域数据矩阵；对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值；根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测；能够有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

Description

一种基于多普勒雷达的目标检测方法、介质及装置

技术领域

本发明涉及雷达检测技术领域，特别涉及一种基于多普勒雷达的目标检测方法、一种计算机可读存储介质以及一种基于多普勒雷达的目标检测装置。

背景技术

多普勒雷达是一种利用多普勒效应来探测运动目标的雷达。

相关技术中，在通过多普勒雷达对运动目标进行检测的过程中，由于环境未知，杂波及强反射物的干扰，往往容易产生虚假目标，特别是多径效应等。进而，导致虚警概率大大提高，运动目标检测准确率低。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种基于多普勒雷达的目标检测方法，能够有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

本发明的第二个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

本发明的第三个目的在于提出一种基于多普勒雷达的目标检测装置。

为达到上述目的，本发明第一方面实施例提出了一种基于多普勒雷达的目标检测方法，包括以下步骤：获取回波信号数据，并对所述回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应所述回波信号数据的频域数据矩阵；对所述频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；对所述多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应所述多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除所述第一幅值数列中的干扰数值；根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测方法，首先，获取待检测目标的回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以截取信号时间片段。以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应该回波信号数据的频域数据矩阵；接着，对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；然后，对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值，以防止该干扰数值对目标检测产生干扰；进而，根据去除干扰值后的第一幅值数列进行目标检测；从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于多普勒雷达的目标检测方法还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，在获取回波信号数据之后，还包括：对所述回波信号数据进行预处理，以去除所述回波信号数据中的噪声。

可选地，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：判断所述第一幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；如果否，则取所述第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与所述第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；判断所述第二幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

为达到上述目的，本发明第二方面实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于多普勒雷达的多目标检测程序，该基于多普勒雷达的多目标检测程序被处理器执行时实现如上述的基于多普勒雷达的目标检测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储基于多普勒雷达的多目标检测程序，以使得处理器在执行该基于多普勒雷达的多目标检测程序时，实现如上述的基于多普勒雷达的多目标检测方法，从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

为达到上述目的，本发明第三方面实施例提出了一种基于多普勒雷达的目标检测装置，包括：获取模块，所述获取模块用于获取回波信号数据，并对所述回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应所述回波信号数据的频域数据矩阵；滤波模块，所述滤波模块用于对所述频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；去干扰模块，所述去干扰模块用于对所述多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应所述多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除所述第一幅值数列中的干扰数值；检测模块，所述检测模块用于根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测装置，通过设置获取模块用于获取回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应回波信号数据的频域数据矩阵；滤波模块用于对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；去干扰模块用于对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值；检测模块用于根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测；从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

另外，根据本发明上述实施例提出的基于多普勒雷达的目标检测装置还可以具有如下附加的技术特征：

可选地，还包括预处理模块，所述预处理模块用于对所述回波信号数据进行预处理，以去除所述回波信号数据中的噪声。

可选地，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：判断所述第一幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；如果否，则取所述第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与所述第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；判断所述第二幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

附图说明

图1为根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测方法的流程示意图；

图2为根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测装置的方框示意图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

相关技术中，由于环境未知，杂波及强反射物的干扰，往往容易产生虚假目标，进而导致虚警概率大大提高，运动目标检测准确率低；根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测方法，首先，获取待检测目标的回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以截取信号时间片段。以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应该回波信号数据的频域数据矩阵；接着，对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；然后，对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值，以防止该干扰数值对目标检测产生干扰；进而，根据去除干扰值后的第一幅值数列进行目标检测；从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将参照附图更详细地描述本发明的示例性实施例。虽然附图中显示了本发明的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明。

图1为根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测方法的流程示意图，如图1所示，该基于多普勒雷达的目标检测方法包括以下步骤：

S101，获取回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应回波信号数据的频域数据矩阵。

也就是说，通过多普勒雷达采集运动目标的时域数据(回波信号数据)，并对回波信号数据进行加窗处理，以在回波信号数据中截取一个时间片段，以及对截取的信号时间片段进行周期延拓处理，以得到虚拟的信号，然后，对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应该回波信号数据的频域数据矩阵。

在一些实施例中，在获取回波信号数据之后，还包括：

对回波信号数据进行预处理，以去除回波信号数据中的噪声。

即言，在获取到回波信号数据之后，对获取到的回波信号数据进行预处理，以取出回波信号数据中的噪声，进而提高最终目标检测结果的准确性，降低检测过程中的数据运算量。

S102，对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱。

S103，对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值。

作为一种示例，假设预设幅值阈值为h，在得到对应多普勒谱的第一幅值数列D之后，判断第一幅值数列D中的幅值是否小于h；如果是，则将该幅值置零，从而，可以去除第一幅值数列D中的干扰数值，防止因干扰数值而导致的虚假警报。

S104，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

其中，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测的方式可以有多种。

在一些实施例中，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：

判断第一幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；

如果否，则取第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；

判断第二幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

在本发明的一个具体实施例中，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测包括：首先，判断第一幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为第一幅值数列不存在运动目标，如果否，则取第一幅值数列中幅值最大值为第一目标；接着，以第一目标为中心，将该第一目标前后阈值点值范围内的幅值置为0，以生成第二幅值数列；然后，判断第二幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第二幅值数列中不存在运动目标，如果否，则将该第二幅值数列中幅值最大值作为第二目标；接着以第二目标为中心将该第二目标前后阈值点值范围内的幅值置为0，以生成第三幅值数列；迭代上述过程，直至整个第一幅值数列遍寻为止；以完成目标检测的过程。

综上所述，根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测方法，首先，获取待检测目标的回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以截取信号时间片段。以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应该回波信号数据的频域数据矩阵；接着，对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；然后，对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值，以防止该干扰数值对目标检测产生干扰；进而，根据去除干扰值后的第一幅值数列进行目标检测；从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种计算机可读存储介质，其上存储有基于多普勒雷达的多目标检测程序，该基于多普勒雷达的多目标检测程序被处理器执行时实现如上述的基于多普勒雷达的目标检测方法。

根据本发明实施例的计算机可读存储介质，通过存储基于多普勒雷达的多目标检测程序，以使得处理器在执行该基于多普勒雷达的多目标检测程序时，实现如上述的基于多普勒雷达的多目标检测方法，从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

为了实现上述实施例，本发明实施例提出了一种基于多普勒雷达的目标检测装置，如图2所示，该基于多普勒雷达的目标检测装置包括：获取模块10、滤波模块20、去干扰模块30和检测模块40。

其中，获取模块10用于获取回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应所述回波信号数据的频域数据矩阵；

滤波模块20用于对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；

去干扰模块30用于对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值；

检测模块40用于根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

在一些实施例中，还包括预处理模块，预处理模块用于对回波信号数据进行预处理，以去除回波信号数据中的噪声。

在一些实施例中，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：判断第一幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；如果否，则取第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；判断第二幅值数列中的幅值是否均为0；如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

需要说明的是，上述关于图1中基于多普勒雷达的目标检测方法的描述同样适用于该基于多普勒雷达的目标检测装置，在此不做赘述。

综上所述，根据本发明实施例的基于多普勒雷达的目标检测装置，通过设置获取模块用于获取回波信号数据，并对回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应回波信号数据的频域数据矩阵；滤波模块用于对频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；去干扰模块用于对多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除第一幅值数列中的干扰数值；检测模块用于根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测；从而实现有效提高运动目标检测的准确率，降低虚假警报的概率。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

应当注意的是，在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不应理解为必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (7)

1.一种基于多普勒雷达的目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取回波信号数据，并对所述回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应所述回波信号数据的频域数据矩阵；

对所述频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；

对所述多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应所述多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除所述第一幅值数列中的干扰数值；

根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

2.如权利要求1所述的基于多普勒雷达的目标检测方法，其特征在于，在获取回波信号数据之后，还包括：

对所述回波信号数据进行预处理，以去除所述回波信号数据中的噪声。

3.如权利要求1所述的基于多普勒雷达的目标检测方法，其特征在于，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：

判断所述第一幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；

如果否，则取所述第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与所述第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；

判断所述第二幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

4.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有基于多普勒雷达的多目标检测程序，该基于多普勒雷达的多目标检测程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的基于多普勒雷达的目标检测方法。

5.一种基于多普勒雷达的目标检测装置，其特征在于，包括：

获取模块，所述获取模块用于获取回波信号数据，并对所述回波信号数据进行加窗处理，以及对加窗处理后的回波信号数据进行傅里叶变换，以得到对应所述回波信号数据的频域数据矩阵；

滤波模块，所述滤波模块用于对所述频域数据矩阵进行多普勒滤波，以生成相应的多普勒谱；

去干扰模块，所述去干扰模块用于对所述多普勒谱中同一距离单元上的多普勒频率幅值进行累加，以生成对应所述多普勒谱的第一幅值数列，并根据预设幅值阈值去除所述第一幅值数列中的干扰数值；

检测模块，所述检测模块用于根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测。

6.如权利要求5所述的基于多普勒雷达的目标检测装置，其特征在于，还包括预处理模块，所述预处理模块用于对所述回波信号数据进行预处理，以去除所述回波信号数据中的噪声。

7.如权利要求5所述的基于多普勒雷达的目标检测装置，其特征在于，根据去除干扰数值后的第一幅值数列进行目标检测，包括：

判断所述第一幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第一幅值数列中不存在目标；

如果否，则取所述第一幅值数列中的最大值作为第一目标，并将与所述第一目标之间的距离在预设距离阈值内的幅值置为0，以得到第二幅值数列；

判断所述第二幅值数列中的幅值是否均为0；

如果是，则认为该第二幅值数列中不存在目标。

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