Построение траекторий перемещения людей при радиолокационном зондировании помещений через стену


Авторы

Гаврилов К. Ю.*, Козлов Р. Ю.

Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4

*e-mail: gvrk61@mail.ru

Аннотация

Для радиолокатора зондирования помещения через стену предложен алгоритм формирования траекторий целей, который позволяет на основе последовательности измеренных в течение нескольких кадров значений координат целей строить траекторию ее перемещения на основе линейной аппроксимации, использующей ограниченный временной интервал. Длительность этого временного интервала должна быть небольшой (считается, что это интервал линейного перемещения цели), он должен включать число кадров, не превышающее десяти (соответствует длительности интервала не более одной секунды). 
Описана методика разработки алгоритма формирования сглаженной траектории цели, в котором вместо использования среднеарифметических усредненных значений координат целей в соседних кадрах предложено использовать медианное значение. Путем статистического моделирования показано, что в случае наличия интерференционных помех, приводящих к появлению аномальных ошибок измерения координат целей, предложенный метод позволяет существенно – более чем в 2 раза, снизить значение среднеквадратической ошибки аппроксимирующей траектории цели.
Полученные результаты получили подтверждение при натурных испытаниях с макетом радара при формировании траекторий перемещения людей, зондируемого через кирпичную стену.

Ключевые слова:

Радиолокационное зондирование помещений через стену, сигнал со ступенчатой частотной модуляцией, межпериодная обработка информации, оценка траектории перемещения людей, интерференционные помехи

Библиографический список

  1. Безуглов В.А., Негодяев С.С., Царьков А.В. Алгоритм обработки данных сверхширокополосного радиолокатора для обнаружения подвижных объектов за оптически непрозрачными преградами // Спецтехника и связь. 2013. № 2. С. 33-39. URL: https://sciup.org/14966938

  2. Бугаев А.С., Ивашов И.С., Иммореев И.Я. Биорадиолокация. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2010. - 398 с.

  3. Бугаев А.С., Васильев И.А., Ивашов С.И. и др. Обнаружение и дистанционная диагностика людей за препятствиями с помощью РЛС // Радиотехника. 2003. № 7. С. 42-47.

  4. Быков В.В. Цифровое моделирование в статистической радиотехнике. - М.: Советское Радио, 1971. – 328 с.

  5. Вовшин Б.М., Гринев А.Ю., Фадин Д.В. Процедуры обнаружения подвижных объектов за преградами // Успехи современной радиоэлектроники. 2009. № 1-2. С. 83.

  6. Гаврилов К.Ю., Игонина Ю.В., Козлов Р.Ю. Обнаружение и сопровождение людей при радиолокационном зондировании помещений через стену // XII Всероссийская конференция «Радиолокация и радиосвязь» (Москва, 26-28 ноября 2018): сборник трудов. – М.: Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, 2018. С. 78-79.

  7. Гаврилов К.Ю., Игонина Ю.В., Линников О.Н. Анализ информативности признаков при вторичной обработке сигналов в РЛС малой дальности // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2018. Т. 16. № 5. С. 11-17.

  8. Гаврилов К.Ю., Игонина Ю.В., Линников О.Н. Оценка ошибок измерения координат целей в радарах зондирования через стену // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2019. Т. 17. № 1. С. 46-54.

  9. Гаврилов К.Ю., Игонина Ю.В., Линников О.Н., Трусов В.Н. Метод вторичной обработки информации в РЛС малой дальности // Информационно-измерительные и управляющие системы. 2016. Т. 14. № 11. С. 4-15.

  10. Гаврилов К.Ю., Каменский И.В., Кирдяшкин В.В., Линников О.Н. Моделирование и обработка радиолокационных сигналов в Matlab: Учебное пособие. – М.: Радиотехника, 2020. – 264 с.

  11. Гаврилов К.Ю., Козлов Р.Ю. Метод обработки радиолокационных сигналов с частотной манипуляцией при обнаружении людей в помещениях через стену // Радиотехника. 2022. Т. 86. № 4. С. 117-131. DOI: 10.18127/j00338486-202204-15

  12. Жданюк Б.Ф. Основы статистической обработки траекторных измерений. – М.: Советское радио, 1978. – 384 с.

  13. Козлов Р.Ю., Гаврилов К.Ю. Восстановление траекторий перемещения людей при радиолокационном зондировании через стену // 17-я Международная конференция «Авиация и космонавтика – 2018» (Москва, 19-23 ноября 2018): тезисы. - М.: Люксор, 2018. С. 258-259.

  14. Нгуен Н.Д., Доан Т.Т., Нгуен Т.Т., Чан К.М., Нгуен К.А., Нго В.Т. Оптимизация и моделирование посадочной траектории для мини-БПЛА с учетом ограничений на управление и посадочную скорость // Труды МАИ. 2023. № 130. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=174620. DOI: 10.34759/trd-2023-130-21

  15. Сычев М.И., Осипов П.В. Траекторная обработка радиолокационной информации на основе многомодельного подхода // Труды МАИ. 2023. № 129. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=173031. DOI: 10.34759/trd-2023-129-19

  16. Сычев М.И. Траекторная обработка радиолокационной информации на основе многомодельной фильтрации // Труды МАИ. 2016. № 90. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=74830

  17. Шипко В.В. Метод и алгоритмы межканальной градиентной реконструкции многоспектральных изображений в оптико-электронных комплексахт воздушной и космической разведки // Труды МАИ. 2019. № 104. URL: https://trudymai.ru/published.php?ID=102211

  18. Aftanas M.I. Through Wall Imaging with UWB Radar System. A dissertation submitted in partial fulfillment of the requirements for the degree of Doctor of Philosophy (Electrical Engineering: 5.2.13 Electronics), Technical University of Kosice, 2009.

  19. Bar-Shalom Ya., Li X.-Rong, Kirubarajan T. Estimation with Applications to Tracking and Navigation, John Wiley & Sons, 2001. DOI: 10.1002/0471221279

  20. Genarelli G., Braca P., Vivone G., Soldovieri F. Multiple Extended Target Tracking for Through Wall Radars // IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, December 2015, vol. 53, no. 12, pp. 6482-6494. DOI: 10.1109/TGRS.2015.2441957

  21. Martone A.F. Ranney K., Le C. Noncoherent Approach for Through-the-Wall Moving Target Indication // IEEE Transactions on Aerospace and Electronic Systems, January 2014, vol. 50, no. 1, pp. 193-206. DOI: 10.1109/TAES.2013.120329

  22. Peabody J.E., Charvat G.L., Goodwin J., Tobias M. Through-Wall Imaging Radar // Lincoln Laboratory Journal, 2012, vol. 19, no. 1, pp. 62-72.

  23. Through-the-wall Radar Imaging. Edited by M.G. Amin. L – CRC Press, 2011.

  24. Yan J., Hong H., Zhao H., Li Y., Gu C., Zhu X. Through-Wall Multiple Targets Vital Signs Tracking Based on VMD Algorithm // Sensors, 2016, vol. 16, pp. 1293.

  25. Yinan Yu, Jian Yang, Tomas McKelvey, Borys Stoew. A Compact UWB Indoor and Through-Wall Radar with Precise Ranging and Tracking // International Journal of Antennas and Propagation, 2012, pp. 1687-5869. DOI: 10.1155/2012/678590


Скачать статью

mai.ru — информационный портал Московского авиационного института

© МАИ, 2000—2024

 Вход