分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统设计与联合定位

TN953; 单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪.该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计.首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信.其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求.最后,提出基于L...

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Bibliographic Details
Published in雷达学报 Vol. 13; no. 4; pp. 747 - 760
Main Authors 刘新, 朱海滨, 刘宗强, 薛长虎, 穆雅鑫, 渠晓东, 叶盛波, 夏正欢, 方广有
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 北京卫星信息工程研究所 北京 100095%北京信息科技大学 北京 100101%北京理工大学 北京 100081%中国科学院空天信息创新研究院 北京 100190 2024
Subjects
Federated targeting
分布式组网
Data synchronization
超宽带穿墙雷达
Ultra-wideband through-wall radar
Distributed networking
无线组网
Wireless networking
数据同步
联合定位
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ISSN2095-283X
DOI10.12000/JR23239

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Summary:TN953; 单发单收穿墙雷达具备便携、系统简单、可独立工作等优势,但难以实现目标二维定位与跟踪.该文基于便携式单发单收雷达设计了一套分布式无线组网穿墙雷达系统,同时提出了一种目标联合定位方法,能够兼顾系统便携、低成本和目标二维信息估计.首先,设计了基于互补格雷码发射波形的超宽带雷达系统,解决了同频段多台雷达同时工作互相干扰的问题;分布式无线组网超宽带穿墙雷达系统包括3个雷达节点,并通过无线模块与数据处理中心通信.其次,提出了一种基于行为认知理论和模板匹配相结合的数据同步方法,通过识别各雷达数据中的相同运动状态来解决无线组网雷达慢时同步问题,摆脱了传统同步方法对硬件的苛刻要求.最后,提出基于Levenberg-Marquardt(L-M)最优化算法的雷达位置自估计和目标位置求解方法,实现了无先验雷达节点位置信息下的目标快速定位与跟踪.通过仿真分析与实验验证,该文设计的无线组网雷达系统可以实现目标二维定位与实时跟踪,雷达自身位置的估计精度优于0.06 m,对运动人体目标定位精度优于0.62 m.
ISSN:2095-283X
DOI:10.12000/JR23239