[发明专利]一种毫米波雷达非直视多目标定位方法

说明书

本发明公开一种毫米波雷达非直视多目标定位方法，应用于城市环境拐角后的非直视目标定位技术领域，针对现有技术缺少精准定位非直视多目标的算法方案的问题，本发明利用毫米波雷达对隐藏在拐角后的多个非直视目标进行准确定位；根据电磁波的传播现象，分析了多径信号主要传播路径为双程一次反射路径；本发明通过联合所有通道相位信息应用非参数化的最小方差无失真响应算法估计镜像目标到达角；结合场景几何先验信息，通过坐标转换、镜像映射等处理完成了非直视多目标准确定位。

技术领域

本发明属于目标定位技术领域，特别涉及一种城市拐角场景下的目标定位技术技术。

背景技术

城市环境下的非直视目标检测和定位在城市巷战、反恐维稳、目标救援等领域有广泛的应用。传统雷达通常探测直视(Line of Sight,LOS)下的目标，而城市环境下的非直视(Non-Line of Sight,NLOS)目标因为存在建筑物的遮挡，电磁波无法直接到达位于探测盲区的目标，导致利用电磁波“直视探测”方式失效，只能采用“非直视”的多径探测方式。非直视多径探测主要利用电磁波在复杂环境中的衍射、反射路径对建筑内非直视目标进行检测和定位，是雷达领域现阶段的研究热点和难点之一。

国内外许多研究机构开展了拐角场景的非直视目标探测定位。2019年，法国航空实验室学者应用手持式宽波束雷达提出了一种基于匹配子空间滤波方法的非直视目标检测定位方法(K.Thai,O.Rabaste,J.Bosse,et al.Detection-localization Algorithmsin the Around the-corner Radar Problem[J].IEEE Transactions on Aerospace andElectronic Systems,2019,55(6):2658-2673.)，实测实验证实了该方法能够实现拐角后非直视目标定位，但此方法计算探测区域匹配网格时计算量大，且定位结果残余了大量由多径回波强模糊引入的假目标。2020年，国防科技大学学者毫米波雷达放置在两个不同位置分别采集了目标的一次反射路径回波数据(H.Du,C.Fan,Z.Chen,C.Cao,and X.Huang,NLOS Target Localization with an L-Band UWB Radar via Grid Matching[J],Progress In Electromagnetics Research M,2020,pp.45-56.)，利用椭圆交叉定位方法实现了拐角后非直视单目标定位，但该方法需要移动探测雷达到两个站点，操作不便且易造成不同站点间探测结果不匹配的问题，因而难以对多目标进行准确定位。2020年，电子科技大学学者通过对目标的一次反射路径回波数据应用所提出的基于多通道相位比较的定位算法(S.Guo,Q.Zhao,G.Cui,S.Li,L.Kong and X.Yang,Behind Corner TargetsLocation Using Small Aperture Millimeter Wave Radar in NLOS Urban Environment[J],IEEE Journal of Selected Topics in Applied Earth Observations and RemoteSensing,2020,pp.460-470.)，实现了拐角后非直视目标的定位，但受限于多通道比相方法的测向精度，其定位结果存在点迹扩展的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种毫米波雷达非直视多目标定位方法，采用MVDR测角方法结合几何先验信息，可以准确计算出隐藏在拐角后非直视目标的位置。

本发明采用的技术方案为：一种毫米波雷达非直视多目标定位方法，所述方法基于应用场景为：目标位于拐角后非直视位置，所述方法包括以下步骤：

S1、建立了基于一次反射路径的电磁传播模型，计算镜像目标的距离；

S2、对镜像目标距离单元处所有通道信号采用MVDR角估计方法，得到镜像目标方位角；

S3、结合场景几何先验信息，计算非直视目标的位置坐标。