一种基于恒虚警率检测的多目标体检测及定位方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN108919247A(43)申请公布日2018.11.30(21)申请号201810295372.XA61B5/08(2006.01)(22)申请日2018.03.30(71)申请人中国科学院电子学研究所地址100190北京市海淀区北四环西路19号(72)发明人叶盛波陈忠诚吴世有刘新吕晓华(74)专利代理机构中科专利商标代理有限责任公司11021代理人任岩(51)Int.Cl.G01S13/04(2006.01)G01S13/06(2006.01)G01S7/41(2006.01)G01S13/88(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种基于恒虚警率检测的多目标体检测及定位方法(57)摘要本发明提供了一种基于恒虚警率检测的用于生命探测雷达的多目标体检测及定位方法，包括以下步骤：步骤A：输入原始信号，并将原始信号按道数排列成B-SCAN图，其中快时间向包含距离信息，慢时间向包含频率信息；步骤B：去除原始数据中的静态杂波和线性趋势项；步骤C：对同一个采样时刻获得的所有道信息进行傅里叶变换，得到距离-多普勒信息图；步骤D：在距离-多普勒域运用基于CFAR的目标检测算法，将目标体在距离-多普勒域上标记出来；步骤E：判断CFAR输出的图像中有无非零点，若存在非零点则将输出的结果进行目标识别，输出目标的位置信息和呼吸频率大小。本发明减少了因为局部强噪声的干扰出现的虚假目标。CN108919247ACN108919247A权利要求书1/2页1.一种基于恒虚警率检测的用于生命探测雷达的多目标体检测及定位方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤A：输入原始信号，并将原始信号按道数排列成B-SCAN图，其中快时间向包含距离信息，慢时间向包含频率信息；步骤B：去除原始数据中的静态杂波和线性趋势项；步骤C：对同一个采样时刻获得的所有道信息进行傅里叶变换，得到距离-多普勒信息图；步骤D：在距离-多普勒域运用基于CFAR的目标检测算法，将目标体在距离-多普勒域上标记出来；步骤E：判断CFAR输出的图像中有无非零点，若存在非零点则将输出的结果进行目标识别，输出目标的位置信息和呼吸频率大小。2.根据权利要求1所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，步骤D包括以下子步骤：子步骤D1：根据设计的CFAR检测窗，在距离向上滑动检测窗采集数据；子步骤D2：对检测窗内的信号进行统计分析，得到背景信号的分布频率图，并对概率分布进行分布拟合及参数估计；子步骤D3：选择最优的分布拟合，获取拟合后的分布函数；计算CFAR检测中阈值判决的标称化因子，将标称化因子记为T，在给定虚警概率下，求其数值解。子步骤D4：利用有序统计OS恒虚警检测器将参考采样由小到大进行排序，并选取第k个值作为杂波功率水平估计，记为Z。子步骤D5：将标称化因子与杂波功率水平估计相乘，得到阈值S＝T×Z，并将检测窗内的检测样本值与阈值进行比较，判断其是否大于阈值，大于阈值则判断有生命体存在，小于阈值则判断没有生命体存在，将判断有生命体存在的点的值置为1，没有生命体存在的点的值置为0。3.根据权利要求2所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，在子步骤D2中，进行分布拟合时采用gamma分布、Log-logistic分布、weibull分布以及Rayleigh分布。4.根据权利要求2所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，在子步骤D3中，选择最优的分布拟合时，采用平均绝对误差的方法。5.根据权利要求3所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，子步骤D3包括以下子步骤：子步骤D31：获取最佳拟合的分布函数，其中：对于gamma分布，其pdf为对于log-logistic分布，其pdf为其中对于weibull分布，其pdf为2CN108919247A权利要求书2/2页对于rayleigh分布，其pdf为其中，分布函数中的参数由MATLAB拟合工具给出；子步骤D32：OS-CFAR检测中Z＝x(k)，其中k是对参考窗排序后选取的值的序号，则：子步骤D33：虚警概率和检测阈值的函数关系由如下公式给出，在给定虚警概率的条件下，可以得到阈值检测的标称化因子T的数值解，6.根据权利要求1所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，在步骤E中，若存在非零点则将输出的结果运用聚类算法对识别的目标进行归类。7.根据权利要求1所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，在步骤B中，去除原始数据中的静态杂波和线性趋势项时采用线性趋势去除法。8.根据权利要求7所述的多目标体检测及定位方法，其特征在于，在步骤B中，进一步包括：通过距离向滤波初步提高信号信噪比。3CN108919247A说明书1/6页一种基于恒虚警率检测的多目标体检测及