面向双曲线形态的探地雷达图像识别技术综述

探地雷达作为一种重要的无损探测技术,可以准确快速对浅层地表进行成像,以获取埋设目标的空间与几何信息.该文在分析探地雷达成像模型与目标识别基本思路的基础上,简述和归纳了七类探地雷达图像双曲线特征的检测方法,分别为基于双曲线性质、时域信号分析、数字图像分析、机器学习、数学模型、综合性方法以及深度学习方法,最后展望了深度学习在双曲线形态识别中的应用前景.     

冲击脉冲雷达探雷

基于毫微秒电磁脉冲理论发展起来的探地雷达技术是一种浅层地下目标探测雷达。根据某型工程侦察车中配置的冲击脉冲探地雷达研制经验,对探地雷达探测地雷时所遇到的若干关键技术进行了研究,给出了工程设计方法。结合具体探测试验数据,对地雷目标识别问题进行了分析,对今后从事冲击脉冲雷达探雷研究工作具有一定参考价值。     

穿墙雷达人体目标探测技术综述

为获知穿墙雷达技术发展脉络以及预测未来可能的发展趋势,对近年来穿墙雷达研究领域中的墙后人体目标探测技术的发展情况进行了梳理.围绕墙后人体目标探测中的微多普勒谱识别、二维运动目标检测,以及三维人体目标高分辨成像等关键技术,对国内外公开发表的相关文献进行了归纳总结.结果表明,穿墙雷达已经在墙后人体目标的生命特征提取、运动行为监测、动作姿态识别等应用领域取得了长足进步.随着相关研究的深入,穿墙雷达系统开始表现出轻型化、小型化、低成本化的特点,而对应的处理算法则向更加智能化方向发展.     

步进扫频宽带探地雷达信号处理

基于一种步进扫频的宽带探地雷达前端设计,有效地解决探地雷达探测深度和高分辨率的矛盾。该前端系统发射151个步进频脉冲,接收地下物体反射的回波信号,对回波信号进行混频和滤波,然后,选取不同脉冲数处理回波信号,实现了对地探测深度深和分辨率高的优点。用Matlab对步进扫频宽带探地雷达信号进行仿真,并由实验平台验证超宽带步进频在目标探测应用中的有效性。实验结果表明,步进扫频宽带探地雷达可以实现较大的浅地层探测深度和较高的分辨率。     

二维物理小波标架去除探地雷达信号随机噪声

探地雷达是对媒质内部的目标进行探测,接收信号中存在多种干扰与噪声,而目标反射回波信号往往较弱,甚至可能掩没于干扰与噪声中,这给探地雷达数据的处理与解译造成了很大的障碍。因此,去除随机噪声干扰是利用探地雷达进行浅层目标识别的关键技术。介绍了二维物理小波函数的构造及特性,比较了小波函数随尺度变化的特性,利用典型信号的分解与重构验证了程序的正确性,给出了二维物理小波标架阈值去噪的实现过程,并用两个典型信号进行了去噪处理,证明了该方法的有效性。     

基于支持向量机的浅地层探地雷达目标分类识别研究

对于探地雷达用于探测地雷情况下的目标识别,从实用性上说只需识别地雷或非地雷两类目标即可,而通常的支持向量机正是用于两类分类.本文结合浅地层探地雷达数据的特点,提出了一种基于支持向量机的浅地层探地雷达目标分类识别方法,并分析了时域,傅立叶谱,及离散小波变换三种特征数据用于所提方法时的效果.通过对实测数据进行处理,结果表明三种特征数据用于所提方法都能取得较好的效果.     

穿墙定位雷达静止人体目标的信号处理

穿墙定位雷达作为一种新型雷达,在灾害搜救,反恐等军事领域有着广泛的应用前景,因此引起了人们的众多关注.其探测目标分为运动和静止状态的人体,相对运动目标人体静止目标的探测定位信号处理要复杂很多,对静止目标人体的探测定位是本文讨论的重点.在文中较为详尽的叙述了穿墙定位雷达中静止目标人体定位的整个信号处理过程,从原始雷达数据的获取到雷达信号的预处理,再到静止目标人体特征信号的提取及判别直至对静止目标人体的定位,特别是在静止目标人体特征信号的提取上采用了现代信号处理方法中的奇异值分解法和自适应最小均方误差滤波方法,取得了很好的效果,文中并对这两种处理方法的优缺点进行了分析比较,最后给出了静止目标人体的定位实验结果,验证了文中所述的信号处理方法的有效性和可行性.     

微多普勒生物探测雷达技术研究

生物的微运动,例如人体肢体摆动以及呼吸和心跳运动,会对雷达入射电磁波产生微多普勒调制。通过对这些微多普勒调制回波信号的提取和分析,雷达能够实现对生物体微运动状态和生命特征的探测、测量和识别。文中首先对人体雷达回波微多普勒散射信号的理论模型进行了推导,然后对生物探测微多普勒雷达的实现和主要技术进行了分析和研究,最后对微多普勒生物探测雷达技术发展进行了讨论。     

无载频脉冲探地雷达性能分析及其FD—TD法数值模拟计算

探测深度和分辩率是探地雷达的两项重要指标。本文分别对无载频脉冲探地雷达的探测深度和分辩率进行了分析，指出了影响雷达探测深度和分辩率的因素，并利用２。５维时时有限差分方法对雷达的探测性能进行了数值模拟计算，给出了地下单体目标和多体目标的回波信号电平图，并将部分计算结果与实验测试结果进行了对比，二者具有好的一致性。     

反卷积算法在风廓线雷达探测降水中的应用

大气垂直运动的不均匀性展宽了降水信号谱,影响了雷达探测反演的雨滴谱分布。为了消除大气运动不均匀性对雨滴谱反演精度的影响,需要对雷达接收到的降水谱进行反卷积处理。文章通过一种改进的反卷积算法对实际雷达探测降水信号进行了处理,比较分析了反卷积处理对雨滴谱反演的影响。     

基于PCA和DCT的雷达人体动作识别

无载波超宽带雷达人体动作识别系统的关键优势在于无载波超宽带雷达具有极高的分辨率,能够捕获人体的细微动作变化,并且对于室内复杂环境具有很强的抗干扰能力。但是由于无载波超宽带雷达信号不含载波信息,本身能量集中于极窄的波形内,并且发射信号与回波相关性弱,因此传统的提取信号特征的方法不再适用。针对这一问题,首次搭建无载波超宽带雷达人体动作识别系统,并提出一种新颖的基于主成分分析法（PCA）和离散余弦变换（DCT）相结合的无载波超宽带雷达人体动作识别方法,同时利用改进的网格搜索算法优化支持向量机的参数并验证该方法的优越性。最后,基于实测数据在Matlab平台上进行仿真,对实测的10种不同类型的人体动作进行分类识别,实验结果显示,该方法具有很高的识别率,针对不同的方案识别率均能达到99%以上,对小训练样本具有很强的鲁棒性。     

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,准确度高,能完成对运动目标速度估计及运动轨迹跟踪,并对目标边界成像.     

基于无载波超宽带雷达的小样本人体动作识别

随着雷达硬件平台尺寸越来越小、成本越来越低,室内基于雷达的人体动作识别应用已经成为现实,能够在具有简单架构的低成本设备中实现.无载波超宽带雷达具有极高的分辨力,能够捕获人体细微动作变化并且对室内复杂环境具有很强的抗干扰能力.与基于视频人体动作识别研究相比,超宽带雷达还具有穿透家具、墙体以及保护个人隐私等优点.针对雷达回波信号利用传统时频分析方法实现人体动作识别比较耗时、实时性不好的缺陷,引入机器学习方法对不同类型人体动作进行分类识别.引入机器学习方法用于超宽带雷达人体动作识别最大难点是只有少量可用的超宽带雷达实测数据样本,针对该问题提出基于主成分分析法（PCA）和离散余弦变换（DCT）相结合的人体动作特征提取方法,并利用改进网格搜索算法优化的支持向量机在小样本数据下对人体动作进行识别,最后根据实测数据采取三种不同方案进行仿真实验,结果表明即使在训练数据样本只有5组的条件下,基于PCA和DCT相结合特征提取方法在不同类型人体动作的平均识别率均能达到96%以上.     

基于一维距离像序列的弹道目标融合识别研究*

一维距离像是宽带雷达目标识别的重要特征之一.本文根据弹道目标的微动特性,推导了微动弹道目标的时间-距离像模型.然后提取具有平移不变性的中心矩和双谱作为待识别特征向量,并分别使用K-L变换和局部双谱法对提取到的中心矩和双谱特征进行降维.将降维后的特征分别输入支持向量机进行分类识别,最后将支持向量机的输出进行决策级融合,得到待识别目标的识别概率.与基于单特征量的识别方法相比,本文提出的方法不仅具有较高的识别率,而且具有良好的抗噪能力.     

超宽带雷达人体行为感知研究进展

超宽带 (UWB) 雷达人体行为感知主要研究如何利用人体目标电磁散射回波对位置、行为、意图等进行判别,是光学感知手段的有益补充,应对无光照、地物遮挡、非视距等情况下的应用场合。该文将超宽带雷达人体行为感知研究方法分成基于空间位置和基于微动特征两类技术。在介绍这类技术基本原理的基础上,对比分析了国内外代表性工作的能力现状。最后对超宽带雷达人体行为感知领域的后续重点研究方向进行了展望。     

状态空间法在超宽带雷达动目标速度及距离像估计中的应用

该文通过状态空间(State-Space, SS)法高分辨估计超宽带(Ultra-Wide Band, UWB)雷达运动目标径向速度及其距离像。首先,结合具有伸缩的UWB雷达回波模型获得散射体频域冲激响应,以构建SS所需的Hankel矩阵。其次,利用SS估计UWB雷达高速运动目标径向速度及距离像。进一步,分别推导了上述估计参数的克拉美-罗下界(Cramr-Rao Lower Bound, CRLB)。SS法不但能获得目标高分辨距离像,而且较好地规避了多普勒随信号带宽内频率变化,即多普勒色散对径向速度估计的影响。该方法亦具有良好的噪声抑制能力。此外,其只需目标频域冲激响应,并未涉及具体发射波形,因此未受发射信号形式的限制,这不同于利用小波变换估计相关参数的方法。仿真实验验证了该方法的可行及有效性。     

Ultrawide-band coherent processing

In this paper, we develop an approach for estimating the ultrawide-band (UWB) radar signature of a target by using sparse subband measurements. First, we determine the parameters of an appropriate signal model that best fits the measured data. Next, the fitted signal model is used to interpolate between and extrapolate outside of the measurement subbands. Standard pulse-compression methods are then applied to provide superresolved range profiles of the target. The algorithm can automatically compensate for lack of mutual coherence between the radar subbands, providing the potential for UWB processing of real-world radar data collected by separate wide-band radars, because the processing preserves the phase distribution across the measured and estimated subbands, extended coherent processing can be applied to the UWB compressed radar pulses to generate superresolved radar images of the target. Applications of this approach to static test range and field data show promising results     

NMTI方法在UWB LFM雷达系统中的应用

介绍了超宽带雷达的定义及其基本特点，讨论了非相干动目标显示方法的原理和实现方案，分析了该方法适用于超宽带雷达系统的原因，介绍了几种杂波类型及其相应的特点。文中建立了超宽带线性调频信号回波模型，并进行了NMTI方法的仿真分析。给出了在不同输入信杂比、目标速度、信号带宽、杂波分布、雷达脉冲重复频率等条件下的仿真结果，验证了非相干动目标显示方法消除杂波的有效性。     

基于频带分割的超宽带雷达脉冲压缩方法

本文研究了基于频带分与多通道综合的超宽带雷达脉冲压缩方法,并对该方法进行了性能分析。     

基于无载频脉冲雷达信号等幅度追踪法检测生命信号

该文首先详细分析了无载频脉冲雷达检测生命信号的基本原理,然后提出了基于回波信号等幅度追踪法检测生命信号的方法。采用自主研发的雷达系统进行检测,结果表明该文提出的检测方法有效。该方法不但能准确判定生命体的有无,而且能够同时提供呼吸信号幅度、频率特征及生命体的位置信息,在短距离非接触式生命信号检测中较传统等距离法有明显优势。