[发明专利]基于多输入多输出雷达的非视距目标定位方法及系统

说明书

本发明公开了基于多输入多输出雷达的非视距目标定位方法及系统，首先基于获取的部分街道布局信息，构建非视距目标的多径信号模型与多径传播模型；对收集的多周期雷达回波进行预处理生成距离像平面；从距离像平面中选取一个周期的回波数据，对其执行后向投影成像和类似‑后向投影成像算法操作生成两幅图像；利用图像处理方法联合处理两次成像生成的图像，得到候选目标，并计算每个候选目标对应的街道宽度；从距离像平面中提取各路径的时延；以路径时延为参考进行候选目标匹配，筛选出真实目标，进一步确定街道的宽度。本发明解决了场景信息不完善时无法进行目定位的问题，不依赖完备的场景信息，具有适应复杂定位场景，鲁棒性高等优点。

技术领域

本发明涉及雷达遮蔽目标探测技术领域，特别是一种基于多输入多输出雷达的非视距目标定位方法及系统。

背景技术

遮蔽目标探测广泛应用于恐怖袭击、城市巷战、灾难救援以及智能驾驶等领域，主要包括穿墙探测和非视距探测两种场景。穿墙探测是指利用低频电磁波的穿透性对建筑物内部的遮蔽目标进行探测，而非视距探测是指利用电磁波的衍射和反射传播对街区拐角一侧的遮蔽目标进行探测。

雷达采集到的衍射路径和反射路径称为多径，由于多径携带有目标信息，能有效扩大探测范围，提高探测精度，因此引起了学者的广泛研究。这些研究主要从两个方面实现目标检测、定位和跟踪，即基于多径分离的匹配方法以及基于多径积累的成像方法。基于多径分离的匹配方法是指基于各路径时延或角度等信息的差异对多径进行分离和识别，再通过几何方法确定目标位置，该方法在多径数目较多时不适用，例如建筑布局复杂、多目标的情形。基于多径积累的成像方法是指将包含多条路径的回波进行成像，常用图像融合的思想处理聚焦区域，该方法受环境噪声的影响较大，鲁棒性较低。

除此之外，以上两类方法均严重依赖于场景的先验信息，场景信息不完善或不准确会导致算法失效。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种基于多输入多输出雷达的非视距目标定位方法，该方法避免了分离、辨别多径这一繁琐工作，又能有效解决多目标场景；同时，舍弃图像融合思想，采用图像联合的方法处理成像后的图像，稳定性高。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明提供的基于多输入多输出雷达的非视距目标定位方法，包括以下步骤：

步骤1：根据操作人员在不暴露位置情况下获取的部分街道布局信息，构建非视距目标的多径信号模型与多径传播模型；

步骤2：对收集的多周期雷达回波通过加窗、补零、脉冲压缩、电缆补偿以及平均对消等预处理操作，生成清晰的距离像平面；

步骤3：从距离像平面中选取一个周期的回波数据，对其执行后向投影成像和类似-后向投影成像算法操作生成两幅图像；

步骤4：利用图像处理方法联合处理两次成像生成的图像，得到候选目标，并计算每个候选目标对应的街道宽度；

步骤5：从距离像平面中提取各路径的时延；以路径时延为参考进行候选目标匹配，筛选出真实目标，确定街道的宽度。

进一步，步骤1中两个模型的构建过程为：