【摘 要】
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人体目标的成像和识别在灾后搜救、城市救援等方面有着广泛的需求。目前对人体成像包含光学成像,红外成像和穿墙成像。光学成像不适用于全气候、全天时、全区域的成像;红外成
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人体目标的成像和识别在灾后搜救、城市救援等方面有着广泛的需求。目前对人体成像包含光学成像,红外成像和穿墙成像。光学成像不适用于全气候、全天时、全区域的成像;红外成像容易受其他热源和障碍物的干扰;穿墙成像设备昂贵,体积重量较大,不适用于复杂场景下的人体识别与成像。因此设计既可以覆盖全区域又能够在复杂环境中对人体目标识别的二维成像系统,对于安全和救援应用具有非常重要的现实意义。本文提出了一种基于多轨融合的生命体征SAR成像的双工雷达系统,并且搭载无人机以实现复杂环境下的人体识别及成像。该系统通过调频连续波(FMCW)模式先获得整个区域的二维SAR图像,同时通过CW模式检测人体目标的生命体征,从而得到整个区域中的人体成像。其主要工作如下:1、介绍了基于无人机的双工雷达系统,对系统的收发模块、控制模块分别进行了原理的阐述,并对双工雷达接收信号进行理论分析。2、分别介绍了基于时域处理和基于频域处理的FMCW SAR成像算法,并通过仿真比较两种算法优缺点。为了实现对整个区域的成像,本文提出了一种基于多轨融合的SAR成像算法,利用雷达轨迹提取原理,仅对在方位向上移动的信号进行成像,并融合各个图像得到完整的成像。此外,还通过对照实验与传统的单轨SAR成像进行比较,可发现在处理广阔复杂的场景成像更有优势,最终验证了该算法的可靠性。3、介绍了基于CW模式的人体识别原理,然后提出了一个基于双工雷达的生命体征SAR成像系统,利用基于多轨融合的SAR成像算法对全区域的目标成像,以及利用人体识别算法识别人体目标,最终实现在复杂环境下的人体成像,并通过实测实验来验证该算法的有效性。4、建立搭载无人机的双工雷达系统的实验平台,设计实验方案,分别进行了单轨和多轨无人机实验,实验结果表明,在4 m×9 m室内区域,人体目标定位最小误差为0.06 m,实验结果验证本文系统的有效性。
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