[发明专利]基于生命体征SAR成像的人体目标身份识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于生命体征SAR成像的人体目标身份识别方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、将FMCW雷达静止置于待识别人员的正前方L米处，采集雷达回波信号，并对回波信号进行预处理获取呼吸波形Re(τ_a)；

步骤2、提取步骤1得到的每一个呼吸波形Re(τ_a)的特征参数；具体为：

步骤2-1、求取呼吸频率Bf，具体为：对呼吸波形Re(τ_a)进行FFT变换，即可获得呼吸频率Bf；

步骤2-2、求取平均呼气开始时间周期T_ex，具体为：

步骤2-2-1、获取呼吸波形Re(τ_a)的位移峰值集合：

P_ex＝[p_x1 p_x2 p_x3 p_x4 … … p_xN]

式中，p_xi为第i个呼吸波形的峰值，N表示有N个呼吸波形；

步骤2-2-2、根据位移峰值对应的时间索引求取呼气开始时间周期T_exi为：

T_exi＝tp_x(i+1)-tp_x(i)

式中，tp_xi为第i个呼吸波形的峰值p_xi对应的时间索引；

步骤2-2-3、求取平均呼气开始时间周期T_ex为：

步骤2-3、求取平均呼吸深度depth，具体为：

步骤2-3-1、获取呼吸波形Re(τ_a)的最低点集合：

N_in＝[n_x1 n_x2 n_x3 n_x4 … n_xN]

式中，n_xi为第i个呼吸波形的最低点，N表示有N个呼吸波形；

步骤2-3-2、求取呼吸深度d_xi为：

d_xi＝p_xi-n_xi

步骤2-3-3、求取平均呼吸深度depth为：

步骤2-4、求取平均呼气开始时间周期T_ex的标准差，具体为：

步骤2-5、求取平均吸气开始时间周期Tin，具体为：

步骤2-5-1、根据呼吸波形最低点对应的时间索引求取吸气开始时间周期T_ini为：

T_ini＝tn_x(i+1)-tn_xi

式中，tn_xi为第i个呼吸波形的最低点n_xi对应的时间索引；

步骤2-5-2、求取平均吸气开始时间周期Tin为：

步骤2-6、求取平均吸气开始时间周期Tin的标准差具体为：

步骤2-7、求取平均呼气速度v_exi，具体为：

步骤2-8、求取平均吸气速度v_ini，具体为：

步骤2-9、求取平均面积比率，具体为：

步骤2-9-1、提取呼吸段中位移值为峰值q％的点为：

p_0.qi＝0.q*[p_x1 p_x2 p_x3 p_x4 … … p_xN]

提取呼吸段中位移值比最低点高s％的点：

n_1.si＝1.s*[n_x1 n_x2 n_x3 n_x4 … n_xN]

步骤2-9-2、根据步骤2-9-1获得呼气-吸气面积A_ex_i的四个边界点为：[p_0.qi n_1.si p_0.qin_1.si+1]；吸气-呼气面积A_in_i的四个边界点为：[p_0.qi n_1.si+1 p_0.qi+1 n_1.si+1]；

步骤2-9-3、计算面积比，并求均值r1为：

步骤2-10、求取每一个呼吸波形峰值前后1秒的欧几里得距离比的均值r2为：

式中，da表示顶点出现一秒之后的数据点到顶点的欧几里德距离，dp表示顶点出现一秒之前的数据点到顶点的欧几里德距离；

步骤3、根据步骤2中提取的呼吸波形的特征参数建立身份识别模型，具体为：将呼吸波形Re(τ_a)作为样本，将每个样本的特征及其对应的身份标签输入至分类器进行训练，获得身份识别模型；

步骤4、待识别人员随机分布在某一场景中，FMCW雷达移动平台在所述场景内按直线轨迹运行采集回波信号，并对回波信号预处理后进行SAR成像，获得成像结果I；具体为：

步骤4-1、FMCW雷达沿直线轨迹运行采集原始回波信号s'(t)，运行的方向为方位向，FMCW雷达照射方向垂直于运行轨迹，照射方向为距离向；

步骤4-2、对原始回波信号s'(t)进行傅里叶变换后构建雷达回波矩阵，过程与步骤1-2、1-3相同；

步骤4-3、利用后向投影BP算法对步骤4-2的雷达回波矩阵进行SAR成像，获得成像结果I；

步骤5、在步骤4的成像结果I中，定位人体目标位置L_x；

步骤6、确定人体目标位置后，将FMCW雷达移动到人体目标方位向位置L_x上，采集雷达回波信号，并对回波信号进行预处理获取人体目标呼吸波形Rex(τ_a)；

步骤7、将步骤6中待识别的人体目标呼吸波形Rex(τ_a)输入至步骤3获得的身份识别模型，即可对待识别人体目标的身份进行识别。