【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及超宽带，特别是涉及一种uwb雷达运动目标检测定位方法。
技术介绍
1、由于uwb（ultra wide band，超宽带）雷达的天线数目、时间分辨率、相位分辨率等性能指标相较于毫米波雷达或者激光雷达均有显著的差距，因此uwb雷达通常被应用于基于多普勒效应的运动目标相关的场景中。
2、uwb雷达原始信号中，包含如随机噪声，直流，杂波等多种干扰，未经处理往往很难通过fft（fast fourier transform，快速傅里叶变换）获取准确的多普勒信息；接收机还存在iq不平衡问题，即cir（channel impulse response，信道脉冲响应）实部、虚部的信号幅度并不一致，导致求取的信号相位中也包含噪声分量，影响方位检测的准确性。此外，大规模fft的目标检测实时性较差，计算开销高；小规模fft检测的虚警、漏检概率相对比较高，可靠性差。
3、因此，有必要提供一种uwb雷达运动目标检测定位方法，以有效解决上述问题。
技术实现思路
1、本专利技术针对现有技术存在的问题和不足，提供一种uwb雷达运动目标检测定位方法，通过对uwb雷达系统原始cir信号进行带通滤波处理，有效抑制了雷达信号中杂波、直流以及高频噪声分量，通过时域滑动均衡以及希尔伯特变换有效消除了信号的相位噪声，进一步提高了检测成功率以及雷达测距、测向的可靠性。
2、本专利技术实施例提供一种uwb雷达运动目标检测定位方法，所述方法包括：
3、对原始信号进行fir
4、对所述第一信号在所有距离门上的实部和虚部信号分别做fft并计算结果的峰均比；
5、如果所述峰均比大于第一门限值，则判定可能出现了运动信号；
6、选择该距离门上预设窗长的时域信号，根据窗口中实部与虚部信号的峰谷值比例对虚部信号进行均衡得到第二信号；
7、通过doa计算方向；
8、对所述第二信号取实部或虚部，进行希尔伯特变换后构建第三信号；
9、对所述第三信号求信号模值，当所述信号模值大于第二门限值时，则判定出现了运动信号，第一个出现信号的距离门为所述目标距离门；
10、根据所述目标距离门和所述方向计算所述运动目标的位置。
11、优选地，如果所述峰均比大于第一门限值，记录fft峰值对应的频点，该频点为所述目标运动造成的多普勒频偏，根据所述多普勒频偏得到所述目标的运动速度，具体通过以下公式进行计算：
12、
13、其中，表示目标相对于雷达的径向速度，表示uwb雷达脉冲的中心频点，表示光速，表示多普勒频偏。
14、优选地，所述选择该距离门上预设窗长的时域信号包括选择滑动窗进行统计，滑动步长小于所述预设窗长的1/2，滑动时，分别记录所述第一信号的实部以及虚部的极大值以及极小值，计算极差并缓存。
15、优选地，在窗内不再包含由多普勒效应引起的近似弦波后，停止统计并对所述极差计算均值，以及虚部应该缩放的均衡系数，所述均衡系数通过以下公式进行计算：
16、
17、其中，和分别为取实部和虚部。
18、优选地，所述第二信号通过以下公式进行计算：
19、
20、其中，表示第二信号，表示第一信号。
21、优选地，当uwb雷达系统包括一根发射天线以及两根接收天线时，基于运动信号计算目标到两接收通道的第一相位差，补偿后得到两接收通道的第二相位差，进而得到回波信号入射角。
22、优选地，所述第一相位差通过以下公式进行计算：
23、
24、其中，和分别表示两通道复信号，和分别代表两路信号幅值，和分别代表两路回波信号到达接收机的相位，对两路信号进行共轭相乘得到。
25、优选地，所述第二相位差通过以下公式进行计算：
26、
27、其中，为取余计算,表示接收通道间相位固定补偿值。
28、优选地，所述回波信号入射角通过以下公式进行计算：
29、
30、其中，表示回波信号入射角， 表示波长，表示uwb雷达脉冲的中心频点，表示光速。
31、优选地，对所述第二信号取实部或虚部，则
32、
33、进行希尔伯特变换得到构建所述第三信号,
34、
35、其中，为柯西主值积分，用于处理积分中的奇点，表示第三信号。
36、与现有技术相比，本专利技术实施例的技术方案具有以下有益效果：
37、本专利技术实施例提供的一种uwb雷达运动目标检测定位方法，所述方法包括：对原始信号进行fir带通滤波后得到第一信号；对所述第一信号在所有距离门上的实部和虚部信号分别做fft并计算结果的峰均比；如果所述峰均比大于第一门限值，则判定可能出现了运动信号；选择该距离门上预设窗长的时域信号，根据窗口中实部与虚部信号的峰谷值比例对虚部信号进行均衡得到第二信号；通过doa计算方向；对所述第二信号取实部或虚部，进行希尔伯特变换后构建第三信号；对所述第三信号求信号模值，当所述信号模值大于第二门限值时，则判定出现了运动信号，第一个出现信号的距离门为所述目标距离门；根据所述目标距离门和所述方向计算所述运动目标的位置通过对uwb雷达系统原始cir信号进行带通滤波处理，有效抑制了雷达信号中杂波、直流以及高频噪声分量，通过时域滑动均衡以及希尔伯特变换有效消除了信号的相位噪声，进一步提高了检测成功率以及雷达测距、测向的可靠性；
38、进一步地，为uwb雷达定位提供了一种效果好，开销低的实时定位方法；
39、进一步地，该方法设计巧妙，实现简单，测距、测向检测精度可靠，为低成本的uwb雷达提供了一种可行的定位方法，具有较高的市场价值。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，如果所述峰均比大于第一门限值，记录FFT峰值对应的频点，该频点为目标运动造成的多普勒频偏，根据所述多普勒频偏得到所述目标的运动速度，具体通过以下公式进行计算：
3.如权利要求1所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述选择该距离门上预设窗长的时域信号包括选择滑动窗进行统计，滑动步长小于所述预设窗长的1/2，滑动时，分别记录所述第一信号的实部以及虚部的极大值以及极小值，计算极差并缓存。
4.如权利要求3所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，在窗内不再包含由多普勒效应引起的近似弦波后，停止统计并对所述极差计算均值，以及虚部缩放的均衡系数，所述均衡系数通过以下公式进行计算：
5.如权利要求1所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述第二信号通过以下公式进行计算：
6.如权利要求1所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，当UWB雷达系统包括一根发射天线
7.如权利要求6所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述第一相位差通过以下公式进行计算：
8.如权利要求7所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述第二相位差通过以下公式进行计算：
9.如权利要求8所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述回波信号入射角通过以下公式进行计算：
10.如权利要求1所述的UWB雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，对所述第二信号取实部或虚部，则进行希尔伯特变换得到构建所述第三信号,
...【技术特征摘要】
1.一种uwb雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述方法包括：
2.如权利要求1所述的uwb雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，如果所述峰均比大于第一门限值，记录fft峰值对应的频点，该频点为目标运动造成的多普勒频偏，根据所述多普勒频偏得到所述目标的运动速度，具体通过以下公式进行计算：
3.如权利要求1所述的uwb雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，所述选择该距离门上预设窗长的时域信号包括选择滑动窗进行统计，滑动步长小于所述预设窗长的1/2，滑动时，分别记录所述第一信号的实部以及虚部的极大值以及极小值，计算极差并缓存。
4.如权利要求3所述的uwb雷达运动目标检测定位方法，其特征在于，在窗内不再包含由多普勒效应引起的近似弦波后，停止统计并对所述极差计算均值，以及虚部缩放的均衡系数，所述均衡系数通过以下公式进行计算：
5.如权利要求1所述的uwb...
【专利技术属性】
技术研发人员：蒋炫佑，李宇，孙宏卓，景振海，
申请(专利权)人：长沙驰芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。