[发明专利]一种基于UWB生物雷达的扫描探测方法及系统

摘要

本发明公开了一种基于UWB生物雷达的扫描探测方法及系统，属于生物雷达探测技术领域，包括1）对UWB生物雷达系统参数进行初始化设置，然后设定最远探测距离、起始距离、时窗及扫描模式；2）根据起始距离由近及远分区域进行扫描，判断该区域是否达到了设定的最远探测距离；3）通过检测人体呼吸做出有无生命迹象的判断，如果无生命迹象，则说明该区域不存在人体目标，则增大起始距离对下一个区域进行扫描；如果有生命迹象，则根据初始设定的扫描模式进行相应的检测和处理。该方法能够在未知人体目标距离的情况下，解决人体目标的探测识别问题。

主权项

一种基于UWB生物雷达的扫描探测方法，其特征在于，包括以下步骤：1)对UWB生物雷达系统参数进行初始化设置，然后设定最远探测距离、起始距离、时窗及扫描模式；所述的最远探测距离由预期探测区域的实际距离决定；所述时窗决定了每次探测中UWB生物雷达覆盖的相对距离范围，对应回波信号的延迟时间，时窗与距离的换算关系满足式(1)：d=τ×c2ϵr---(1)]]>其中，d为距离，τ为时窗，c为光速，εr为电磁脉冲传播介质的相对介电常数，2倍代表脉冲的双程走时；所述的扫描模式包括单目标扫描模式和多目标扫描模式；2)根据起始距离，由近及远分区域进行扫描，判断该区域是否达到了设定的最远探测距离，如果达到则结束探测，未达到则对该区域进行生命探测识别；3)通过检测人体呼吸做出有无生命迹象的判断，如果无生命迹象，则说明该区域不存在人体目标，则增大起始距离对下一个区域进行扫描；如果有生命迹象，则对人体目标进行识别和测距，然后根据初始设定的扫描模式进行相应的操作，得出探测结果；所述的检测人体呼吸做出有无生命迹象的判断，是实现生命探测识别的过程，该过程是在噪声和背景杂波中估计正弦函数的幅度、频率和延时，表现为式(2)：H0:r(t,τ)=w(t,τ)H1:r(t,τ)=A(τ)cos(2πfbt)+w(t,τ)---(2)]]>H0假设表示回波中只包含噪声和杂波，没有生命迹象；H1假设表示有人体目标生命迹象存在；式中r(t,τ)表示UWB生物雷达回波信号，其中t和τ分别表示时间和距离；w(t,τ)表示噪声和杂波，A(τ)和fb分别表示人体呼吸的幅度和频率，其中后者随距离变化；当H1假设成立时，人体目标的距离信息可以按照式(3)估计：τ0=argmaxτ|A(τ)|2---(3)]]>上式表示目标距离选取呼吸能量最大的一点。