基于超宽带雷达的运动人体目标跟踪成像算法

超宽带雷达用于人体探测,在大规模城区巷战、反恐斗争和灾害救援等方面有着广阔的应用前景.传统的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求.本文针对运动人体目标场景建立系统模型,将人体运动等效为天线移动扫描,基于快速SEABED成像算法提出一种用于超宽带雷达的动目标跟踪成像算法.仿真与实验结果验证了算法的有效性和可行性,该算法对系统硬件要求低,实时性好,准确度

第 3期2 1年 3月 01

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ACT E EC RONI A I CA A L T C S NI

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基于超宽带雷达的运动人体目标跟踪成像算法黄琼一吴世有孟升卫，,,一陈洁方广有，(. 1上海航天技术研究院 82, 0所上海 20 9; . 000 2中国科学院电子学研究所，北京 109; . 0 10 3哈尔滨工业大学，哈尔滨 10 8 ) 506

摘

要：超宽带雷达用于人体探测， 在大规模城区巷战、反恐斗争和灾害救援等方面有着广阔的应用前景 .传统

的超宽带成像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求 .本文针对运动人体目标场景建立系统模型，将人体运动等效为天线移动扫描，基于快速 S A E E B D成像算法提出一种用于超宽带雷达的动目标跟踪成像算法 .真与实验结果仿验证了算法的有效性和可行性，该算法对系统硬件要求低，实时性好，准确度高，能完成对运动目标速度估计及运动轨迹跟踪，对目标边界成像 .并 关键词：超宽带雷达；边界散射变换；S A E E B D算法；目标边界成像；动目标跟踪中图分类号： T 97 5 N 5 .1文献标识码： A 文章编号： 0 7—12(0 1 0—5 1 7 3 221 2 1 ) 303— 0

Tr c ig a d I gn g r h f rW akn ma o is a kn n ma ig Alo i m o lig Hu n B de t b W B Ra a y t m yU d rS s eH A G Qog一 W h—o2ME G S egw i C E i,A G G agyu U N i , U Si u, N hn. e一， H N J 2F N un—o。 n y e( . o82 I tuefSaga Aa eyo Saeih Tcnl y Sag i OO0 C i 2 Istt f Eetnc, 1 N .0 n it o hnhi cdm f pc gt e o g,hnh O9, hn .ntu st l f h o a 2 a; i eo l r i co sC i sAae yo S/ c, e' 0 10 C i; . ab ntu e nl y H ri, eogag 10 8, hn hn e cdm f cne B0￣ 109, hn 3 H ri steo c o g, ab H inf n 506 C i e e s

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A s at T eUt dB n ( WB aa i apo s gcnia o dt t ghma oi ayfl c s b t c: h la r r Wie ad U )R drs r i ad t fr e cn u n bde i m n e ss ha min d e ei sn id uu b n wafr c u trtroim d c lmi e c e se ai s Co v n o a r a - rae, o ne -er rs a aa t rs u c n ro . n e t n lUW B ma ig ag rtm aln tme tte d ma d i n y i i gn o h c l o e h e n n l i

tecp bl f ag t r ont nadc c f ne ce c . hs ae rp sdan v l grtm ae nhg -p e E E h aa it o res e g io n a￣a o f in y T i p p r o oe o e a o h b sdo ihsed S AB D i y t c i l i i p i ll o h f ag rtm orUW B a a yse si ic lig m oin Wa s d t r pae tn a s a ig b s mi y tm o e . e i r d rs tm n wh h wakn to s u e o e lc a e n c nnn y a u nga s se m d 1Th n s

e e t e e sa dfa ii t f h lg r h i d mo t e i i ltd a d e p r na rs t. t s h wnt a tep o s da— f i n s n e s l o tea o i m s e m mt va s c v bi y t d mu a n x i e e me tl us I i s o e l h t rp e l h og rtm fau e i pe h d r e ur me t lw ac lt n, d hg i gn rc so a d i a e u e t s m ae te v lc— o h i e tr ss m l a wae rq ie n,o c uai r l o a n i h ma ig p e iin, n tC n b s d o e t t h eo i i

y i e a a k wakn u n b d e . t, g d t c li g h ma o is ma n r

K y wod e rs: ut d b n UWB)rd rb u dr a e

n a s r ( S; E BE g rh tre hp aig l r wie a d( a aa;o nays t r gt f m B T) S A D a o tm; gtsa i gn; c ti r o n l i a e mmo ig tr esta k n vn a g t rc ig

1引言超宽带雷达技术具有测距精度高、透能力强、穿分辨能力高、隐身能力好、反功耗低等优点，在雷达探测、 成像、精确定位、目标识别等领域显示了巨大的潜力 .利用超宽带雷达对运动人体进行隐蔽的、非接触式的识别和探测成为近年来的一个研究热点，在城市巷战、反恐斗争、安防暴、害救援等领域中得到广泛应用 .公灾

jco,P算法计算量大， et nB ) i成像效果也不尽人意l3. 2j近 .年来，有学者提出了基于可逆边界散射变换的 S A E E BD(h p sm t n Agrh ae l B T ad E t c o f S aeE t ai loi m b sd O S n xr t no i o t l ai

Dr t ct r vs成像算法， ic y a e d e l S te Wae)该算法计算效率高， 可以对目标边界形状准确成像 l JS A E 4 .E B D算法要求 全向天线沿方位向移动扫描并采集多个测点数据，在天线扫描过程中要求目标处于静止状态，这对于要求实时跟踪人体运动的超宽带雷达系统而言无法实现 .文献

对运动人体目标跟踪成像要求系统有较好的实时性，对成像算法也提出了较高的要求 .统的超宽带成传像算法在识别能力及计算效率上已不能满足要求 .如三圆定位 (ra ri ) Tit ao方法只能对点目标定位成像 J并 l e tn 1 ,

[,]于 S A E 78基 E B D算法将人体运动等效为天线扫描， 提出一种跟踪运动人体目标的成像算法，但其只能用于目标沿方位向运动的场景，较大的局限性 .文针对有本

且存在多个目标时难以求解 .时域后向投影 ( akPo Bc—r一

探测运动人体目标的特殊场景进行建模，出一种基于提超宽带雷达的动目标跟踪成像算法，采用固定的一发二

收稿日期；091.5修回日期：0 022 20 .01; 2 1..2

基金项目：国家 83高技术研究发展计划( o20 A 1Z2 ) 6 N .07 A 2 14