多通道毫米波雷达人体检测定位方法研究

摘要

多通道毫米波雷达可获取人体目标位置、速度以及个数等信息，在智能家居、智能交通、无人监护等领域具有广阔的应用前景和价值。本文围绕人体微动参数估计、走动人体检测、走动人体实时定位等问题开展研究，具体工作如下： 1．针对人体微动参数估计问题，建立了微动人体的回波模型，提出了基于多通道互相关熵的微动参数估计算法。该算法首先对单个通道的回波信号进行自相关熵计算处理；然后，对上述的自相关熵矩阵两两互相关处理后进行算数融合，得到多通道互相关熵矩阵；最后，对互相关熵矩阵进行成像处理，在图像域估计出人体微动参数。相比传统的傅里叶分析算法和自相关熵算法，该算法能够有效地提高微动目标成像的信噪比，仿真结果验证了该算法性能。 2．针对人体走动检测问题，建立了运动人体回波模型，改进了基于距离-多普勒二维图像域的参数估计方法，通过针对性距离-速度解耦合策略，如：单调频解距离-速度耦合（慢速走动人体）和三角调频解距离-速度耦合（快速人体走动），提高距离和速度参数估计精度，并进行了理论分析与仿真验证；分析基于CA-CFAR的目标检测算法、以及检测后扩展目标凝聚算法性能，并进行了仿真与实测数据验证。 3．针对人体走动实时定位问题，研究了基于相位比较的人体走动目标定位算法。该方法提取不同通道的目标相位信息，计算相邻通道间的相位信息差值，并将其换算成目标所处坐标的角度信息。结合目标测距方法，计算出目标的坐标信息，实现目标的定位。相比时差定位方法和DOA估计算法，该方法原理简单、定位精度高，能够实现实时定位，适用于小型天线阵列，易于工程实践。 本文针对多通道毫米波雷达实际应用场景中出现的问题，结合仿真和实测实验，对人体微动参数估计、人体走动检测、人体走动实时定位等问题展开相关研究，为后续的运动人体跟踪技术相关研究打下了坚实的基础。

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