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专利号: 202311139153X
申请人: 齐鲁工业大学(山东省科学院)
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 测量;测试
更新日期:2025-02-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于毫米波雷达的多目标定位跟踪方法,其特征是,包括:根据发射信号和反馈信号,确定中频信号;所述反馈信号,是指毫米雷达波向目标对象发送发射信号时,采集到的反馈信号;

对中频信号进行去噪处理,得到去噪后的中频信号;

根据去噪后的中频信号,确定目标对象到天线中心点的距离,确定连线与坐标系Y轴的夹角,所述连线是指目标对象与天线中心点之间的连线,所述坐标系Y轴,是以天线阵列中心为原点,以天线阵列所在的横线为坐标系X轴,以垂直于X轴的线为坐标系Y轴;

根据所述目标对象到天线中心点的距离,和所述连线与坐标系Y轴的夹角,构建正交投影矩阵;

根据正交投影矩阵,采用正交匹配追踪算法重建待测目标的角度信号,根据角度信号的峰值的个数,得到目标对象的个数;

所述根据发射信号和反馈信号,确定中频信号,具体包括:;

其中, 表示目标对象对毫米波雷达发射波的反射率, 表示调频连续波的采样间隔,表示中频信号,表示目标对象的序号, 表示目标对象的总数量,表示虚数单位,表示毫米波雷达输出的第 个目标对象到第 个天线源的距离, 表示光速, 表示调频连续波的信号载频, 表示环境中存在的噪声,表示调频连续波从发射到被接收所经历过的时间,表示调频连续波的调频斜率;

对中频信号进行去噪处理,得到去噪后的中频信号,具体包括:采用控制器对中频信号进行去噪处理,所述控制器,其表达式为:;

其中, 表示UDE控制器, 表示滤波器 经过拉普拉斯变换后得到的值,表示中频信号 经过拉普拉斯变换得到的值,   表示 经过拉普拉斯变换得到的值, 表示拉普拉斯变换的逆值;

根据去噪后的中频信号,确定目标对象到天线中心点的距离,确定连线与坐标系Y轴的夹角,具体包括:确定目标对象到天线中心点的距离 :

其中,表示光速,表示虚数单位, 表示自然对数;

确定连线与坐标系Y轴的夹角 :

其中, 表示第 个发射调频连续波信号的天线收到的第 个目标对应的中频信号。

2.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的多目标定位跟踪方法,其特征是,根据所述目标对象到天线中心点的距离,和所述连线与坐标系Y轴的夹角,构建正交投影矩阵,具体包括:, ;

其中, 表示正交投影矩阵, 表示目标角度矩阵每一列的最大绝对值, 表示正弦函数,表示角度矩阵的第 列。

3.如权利要求1所述的基于毫米波雷达的多目标定位跟踪方法,其特征是,包括:根据每一帧发射信号和每一帧反馈信号,确定每一帧中频信号;所述每一帧反馈信号,是指毫米雷达波向目标对象发送发射信号时,采集到的反馈信号;

对每一帧中频信号进行去噪处理,得到去噪后的每一帧中频信号;其中,每一帧中频信号均包括若干个啁啾周期;

根据每个啁啾周期内的数据,确定目标对象到天线中心点的距离,确定连线与坐标系Y轴的夹角;所述连线是指目标对象与天线中心点之间的连线,所述坐标系是以天线阵列中心为原点,以天线阵列为X轴,以垂直于天线阵列的线为Y轴构建的;

根据每个啁啾周期的目标对象到天线中心点的距离,和连线与坐标系Y轴的夹角,得到每个啁啾周期的目标对象位置估计结果,进而得到每一帧中频信号下所有啁啾周期的目标对象位置估计集合;

从前后两帧中频信号的目标对象位置估计集合中,找出距离差和角度差都最小的目标对象进行轨迹关联;

对每一帧中频信号进行去噪处理,得到去噪后的每一帧中频信号,具体包括:采用控制器对中频信号进行去噪处理,所述控制器,其表达式为:;

其中, 表示UDE控制器, 表示滤波器 经过拉普拉斯变换后得到的值,表示中频信号 经过拉普拉斯变换得到的值,   表示 经过拉普拉斯变换得到的值, 表示拉普拉斯变换的逆值;

从前后两帧中频信号的目标对象位置估计集合中,找出距离差和角度差都最小的目标对象进行轨迹关联,具体包括:;

判断两个公式是否同时成立,如果同时成立,则认定前后两帧的目标对象需要进行轨迹关联,否则表示前后两帧的目标对象不需要进行轨迹关联; 为第 帧信号中的对象的位置信息, 为角度信息, 为由位置构成的集合, 为由角度构成的集合, 为第 帧信号中的对象的位置信息, 为角度信息, 为由位置构成的集合, 为由角度构成的集合。

4.基于毫米波雷达的多目标定位跟踪系统,基于如权利要求1‑3任意一项所述的基于毫米波雷达的多目标定位跟踪方法,其特征是,包括:第一确定模块,其被配置为:根据发射信号和反馈信号,确定中频信号;所述反馈信号,是指毫米雷达波向目标对象发送发射信号时,采集到的反馈信号;

第一去噪模块,其被配置为:对中频信号进行去噪处理,得到去噪后的中频信号;

第二确定模块,其被配置为:根据去噪后的中频信号,确定目标对象到天线中心点的距离,确定连线与坐标系Y轴的夹角,所述连线是指目标对象与天线中心点之间的连线,所述坐标系Y轴,是以天线阵列中心为原点,以天线阵列所在的横线为坐标系X轴,以垂直于X轴的线为坐标系Y轴;

矩阵构建模块,其被配置为:根据所述目标对象到天线中心点的距离,和所述连线与坐标系Y轴的夹角,构建正交投影矩阵;

第一输出模块,其被配置为:根据正交投影矩阵,采用正交匹配追踪算法重建待测目标的角度信号,根据角度信号的峰值的个数,得到目标对象的个数。

5.如权利要求4所述的基于毫米波雷达的多目标定位跟踪系统,其特征是,包括:第三确定模块,其被配置为:根据每一帧发射信号和每一帧反馈信号,确定每一帧中频信号;所述每一帧反馈信号,是指毫米雷达波向目标对象发送发射信号时,采集到的反馈信号;

第二去噪模块,其被配置为:对每一帧中频信号进行去噪处理,得到去噪后的每一帧中频信号;其中,每一帧中频信号均包括若干个啁啾周期;

第四确定模块,其被配置为:根据每个啁啾周期内的数据,确定目标对象到天线中心点的距离,确定连线与坐标系Y轴的夹角;所述连线是指目标对象与天线中心点之间的连线,所述坐标系是以天线阵列中心为原点,以天线阵列为X轴,以垂直于天线阵列的线为Y轴构建的;

集合获取模块,其被配置为:根据每个啁啾周期的目标对象到天线中心点的距离,和连线与坐标系Y轴的夹角,得到每个啁啾周期的目标对象位置估计结果,进而得到每一帧中频信号下所有啁啾周期的目标对象位置估计集合;

第二输出模块,其被配置为:从前后两帧中频信号的目标对象位置估计集合中,找出距离差和角度差都最小的目标对象进行轨迹关联。