基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法技术

本发明专利技术提供了一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法，在多个探测点上利用生命探测雷达进行探测，基于多探测点判别准则对生命体位置进行求解，并采用最邻近原则不断重复确定位置，提高了生命体空间位置的定位精度和检测概率、探测区域大，硬件成本较低，易于在实际应用中实现。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及生命探测雷达
，尤其涉及一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法。
技术介绍
超宽带生命探测雷达系统基于一发一收天线对发射超宽带短脉冲，接收来自生命体的微动信息，从而实现生命体定位的目的。国内外现有的生命救援雷达产品均采用单发单收和分布式设计。由于单发单收生命救援雷达只能提供被掩埋生命体的距离信息，无法确切定位，这就增加了救援的工作量，延误救援进度。而分布式生命救援雷达对硬件需求量较大，成本较高，在实际应用中难以实现。因此需要设计发射天线和接收天线分离的雷达，采用多探测点搜索的方法，提高被掩埋生命体的检测概率，增大探测区域，并提供生命体的确切位置信息，以便能够及时有效地解救被困人员。多探测点探测可得到生命体的距离向、方位向信息，有利于目标准确定位，是超宽带生命探测雷达的关键技术，而现有技术中缺乏一种专门针对生命救援雷达的多探测点目标搜索与定位方法。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题为解决现有技术中存在的无法确切定位、成本较高、检测概率低、探测区域小等技术问题，本专利技术提供了一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法。(二)技术方案本专利技术提供了一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法。该方法包括：步骤A：将全部N个探测点O1，...，ON设置成网格形状，从全部N个探测点中选择构成最小网格的、相邻的4个探测点O1、O2、O3、O4；步骤B：在4个探测点处放置生命探测雷达，并对生命探测雷达探测到的回波数据进行呼吸信号检测处理，获取每个探测点的位置(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)及其对应的距离检测值R1、R2、R3、R4；步骤C：利用4个探测点构建生命探测雷达位置矩阵和检测值向量(R1，R2，R3，R4)，位置矩阵中的元素为探测点的位置值，检测值向量中每个元素对应4个探测点中每一个检测点的距离检测值；步骤D：根据多探测点判别准则对检测值向量中的4个元素进行有效性判断，并根据判断结果分别进行处理，若得到生命体空间位置解，则执行步骤E；若检测值向量中的有效元素个数小于3，则重新选取4个探测点，返回步骤B执行；步骤E：判断步骤D中所得的生命体空间位置A1是否满足判别准则，判别准则为，生命体空间位置对应的4个探测点的检测值向量的元素全部有效，且该4个探测点离生命体空间位置最近，并且包围生命体空间位置；若满足，将生命体空间位置A1作为最终的生命体空间位置；若不满足，保留距离生命体空间位置A1最近、并且对应的距离探测值有效的探测点，并依据最邻近原则选择另外3个探测点组成4个探测点，返回步骤B执行，直到新的生命体空间位置满足判别准则，将该新的生命体空间位置作为最终的生命体空间位置。(三)有益效果从上述技术方案可以看出，本专利技术的基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法具有以下有益效果：(1)采用多探测点生命探测方法，在多个探测点上利用生命探测雷达进行探测，可以得到目标的确切位置，探测区域广；(2)由于收发一体的生命救援雷达漏警率高，本专利技术通过多探测点判别准则对生命体位置进行求解，并根据解的概率对生命体进行初步定位，提高了检测概率；(3)采用最邻近原则不断重复确定位置，提高了生命体空间位置的定位精度；(4)相对于分布式生命救援雷达，本专利技术从多个探测点中每次选取4个探测点放置雷达，并构建生命探测雷达位置矩阵和检测值向量，硬件成本较低，易于在实际应用中实现。附图说明图1为根据本专利技术实施例的基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法的流程图；图2为根据本专利技术实施例的用于步骤D的多探测点判别法则的流程图；图3为本实施例中选定的4个探测点位置和生命体真实位置坐标；图4为本实施例中当有效值情况为4时的探测结果；图5为本实施例中当有效值情况为3时，若解存在，所得到的唯一解；图6为本实施例中应用最邻近原则不断搜索出来的理想结果；图7为本实施例中应用最邻近原则的递进搜索过程第一步结果；图8为本实施例中应用最邻近原则的递进搜索过程第二步结果；图9为本实施例中应用最邻近原则的递进搜索过程第三步结果；图10为本实施例中应用最邻近原则的递进搜索过程第四步结果。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。需要说明的是，在附图或说明书描述中，相似或相同的部分都使用相同的图号。附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。实施例中提到的方向用语，例如“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本发明的保护范围。本专利技术的基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法可以针对单目标搜索与定位，根据多探测点判别准则，应用三球面法求解目标位置信息。原先的一发一收模式下的距离探测结果将用于求解三元二次非齐次方程组，根据方程组所得结果选出最优解，即得出生命体在三维空间中的位置信息。通过应用最邻近原则搜索探测点，使得雷达距离目标位置最近且包围目标，得到最终的生命体位置信息，提升生命体目标定位的有效性和可靠性。在本专利技术的一个示例性实施例中，提供了一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法。图1为根据本专利技术实施例的基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法的流程图。请参照图1，本实施例的基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法包括：步骤A：将全部N个探测点O1，...，ON设置成网格形状，从全部N个探测点中选择构成最小网格的、相邻的4个探测点O1、O2、O3、O4；步骤B：在4个探测点处放置生命探测雷达，并对回波数据进行呼吸信号检测处理，获取每个探测点的位置(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)及其对应的距离检测值R1、R2、R3、R4；本实施例中，为了进行实验验证，事先选定4个已知探测点位置，并设计生命体真实位置坐标如图3所示。步骤C：利用4个探测点构建生命探测雷达位置矩阵和检测值向量(R1，R2，R3，R4)，位置矩阵中的元素为探测点的位置本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法，其特征在于，其包括：步骤A：将全部N个探测点O1，...，ON设置成网格形状，从全部N个探测点中选择构成最小网格的、相邻的4个探测点O1、O2、O3、O4；步骤B：在4个探测点处放置生命探测雷达，并对生命探测雷达探测到的回波数据进行呼吸信号检测处理，获取每个探测点的位置(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)及其对应的距离检测值R1、R2、R3、R4；步骤C：利用4个探测点构建生命探测雷达位置矩阵和检测值向量(R1，R2，R3，R4)，位置矩阵中的元素为探测点的位置值，检测值向量中每个元素对应4个探测点中每一个检测点的距离检测值；步骤D：根据多探测点判别准则对检测值向量中的4个元素进行有效性判断，并根据判断结果分别进行处理，若得到生命体空间位置解，则执行步骤E；若检测值向量中的有效元素个数小于3，则重新选取4个探测点，返回步骤B执行；步骤E：判断步骤D中所得的生命体空间位置A1是否满足判别准则，判别准则为，生命体空间位置对应的4个探测点的检测值向量的元素全部有效，且该4个探测点离生命体空间位置最近，并且包围生命体空间位置；若满足，将生命体空间位置A1作为最终的生命体空间位置；若不满足，保留距离生命体空间位置A1最近、并且对应的距离探测值有效的探测点，并依据最邻近原则选择另外3个探测点组成4个探测点，返回步骤B执行，直到新的生命体空间位置满足判别准则，将该新的生命体空间位置作为最终的生命体空间位置。...

【技术特征摘要】
1.一种基于生命探测雷达多探测点的目标搜索与定位方法，其特征
在于，其包括：
步骤A：将全部N个探测点O1，...，ON设置成网格形状，从全部N个
探测点中选择构成最小网格的、相邻的4个探测点O1、O2、O3、O4；
步骤B：在4个探测点处放置生命探测雷达，并对生命探测雷达探测
到的回波数据进行呼吸信号检测处理，获取每个探测点的位置
(x1，y1，z1)、(x2，y2，z2)、(x3，y3，z3)、(x4，y4，z4)及其对应的距离检测值
R1、R2、R3、R4；
步骤C：利用4个探测点构建生命探测雷达位置矩阵和检测值向量
(R1，R2，R3，R4)，位置矩阵中的元素为探测点的位置值，检测值向量中每
个元素对应4个探测点中每一个检测点的距离检测值；
步骤D：根据多探测点判别准则对检测值向量中的4个元素进行有效
性判断，并根据判断结果分别进行处理，若得到生命体空间位置解，则执
行步骤E；若检测值向量中的有效元素个数小于3，则重新选取4个探测
点，返回步骤B执行；
步骤E：判断步骤D中所得的生命体空间位置A1是否满足判别准则，
判别准则为，生命体空间位置对应的4个探测点的检测值向量的元素全部
有效，且该4个探测点离生命体空间位置最近，并且包围生命体空间位置；
若满足，将生命体空间位置A1作为最终的生命体空间位置；
若不满足，保留距离生命体空间位置A1最近、并且对应的距离探测值
有效的探测点，并依据最邻近原则选择另外3个探测点组成4个探测点，
返回步骤B执行，直到新的生命体空间位置满足判别准则，将该新的生命
体空间位置作为最终的生命体空间位置。
2.根据权利要求1所述的目标搜索与定位方法，其特征在于，所述
...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴世有，姚思奇，谭恺，陈洁，方广有，
申请(专利权)人：中国科学院电子学研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11