内容简介
近三年来，毫米波雷达技术发展迅猛，已经从军用迅速走向民用，在智能汽车、安防监控、人体健康监测等领域得到了较为广泛应用。本书囊括了毫米波雷达信号处理技术的主要方面，包括雷达系统总体设计、脉冲压缩算法、多普勒处理、波束形成、目标检测以及跟踪算法。更进一步，本书还着重介绍基于毫米波雷达微多普勒信号的处理和应用，包括基于多普勒的物种分类、呼吸心跳信号分离、心跳精细分析、步态识别以及舱内活体检测等领域内的最新进展。
目录
第 1 章 绪论 / 1
1．1 引言 / 1
1．2 雷达目标识别研究现状 / 2
1．3 雷达目标微多普勒效应研究现状 / 4
1．3．1 微多普勒信号分析及参数估计 / 4
1．3．2 基于微多普勒特征的雷达目标分类识别 / 6
1．3．3 基于微多普勒效应的人体步态识别 / 9
1．3．4 基于微多普勒效应的呼吸心率监测与车内活体监测 / 11
1．4 现有研究总结 / 12
参考文献 / 13
第 2 章 典型雷达目标微多普勒信号建模 / 16
2．1 引言 / 16
2．2 人体目标微多普勒信号建模 / 16
2．2．1 人体运动时的四肢微动建模 / 16
2．2．2 人体呼吸时的胸腔微动建模 / 25
2．3 车辆目标微多普勒信号建模 / 30
2．3．1 轮式车辆 /30
2．3．2 履带式车辆 / 31
2．3．3 车辆回波仿真 / 35
2．3．4 车辆实测信号分析 / 37
2．4 直升机目标微多普勒信号建模 / 40
2．4．1 长驻留时间下直升机旋翼回波建模 / 40
2．4．2 短驻留时间下直升机旋翼回波建模 / 44
2．5 小结 / 45
第3章 基于微多普勒效应的目标分类与参数估计 / 46
3．1 引言 / 46
3．2 空对地场景下的典型地面人车目标分类识别 / 47
3．2．1 基于谱分析的无人机载雷达对典型地面车辆分类识别 / 47
3．2．2 基于压缩感知的无人机载雷达对地面人车分类识别 / 77
3．2．3 基于改进集合经验模态分解的无人机载雷达对地面人车分类识别 94
3．2．4 基于深度卷积神经网络的无人机载雷达对地面人车智能分类 / 108
3．3 地对地场景下的典型地面微动物种分类识别 / 124
3．3．1 不同物种的实测数据分析 / 124
3．3．2 微多普勒特征的选择与提取 / 126
3．3．3 判别结果 / 127
3．4 地对空场景下的直升机目标微动参数估计 / 131
3．4．1 长驻留时间下直升机旋翼微多普勒特征提取与参数估计 / 131
3．4．2 短驻留时间下直升机旋翼微多普勒特征提取与参数估计 / 136
3．5 小结 / 150
参考文献 / 150
第 4 章 基于微多普勒效应的人体步态识别 / 153
4．1 引言 / 153
4．2 人体动作分类与身份识别 / 154
4．2．1 动作分类 / 154
4．2．2 身份识别 / 157
4．2．3 动作分类与身份识别结果 / 160
4．3 基于单一步态模式的单人步态识别 / 167
4．3．1 引言 / 167
4．3．2 步态数据集的构成 / 168
4．3．3 数据的时频分析和预处理 / 169
4．3．4 不同融合方法对识别结果的影响 / 172
4．3．5 不同网络结构对识别结果的影响 / 172
4．3．6 单通道与双通道网络结构的识别结果对比 / 173
4．3．7 不同时频分析方法对识别结果的影响 / 175
4．3．8 不同服饰对识别结果的影响 / 177
4．4 基于多种步态模式的单人步态识别 / 177
4．4．1 引言 / 177
4．4．2 FMCW 雷达系统 / 178
4．4．3 步态数据的采集和处理 / 181
4．4．4 识别率分析 / 185
4．4．5 人数规模对识别结果的影响 / 186
4．4．6 扩展步态模式下的识别结果 / 186
4．5 多人并行场景下的步态识别 / 188
4．5．1 引言 / 188
4．5．2 MIMO 雷达原理和雷达设备 / 188
4．5．3 多散射点目标的生成 / 191
4．5．4 DBSCAN 聚类算法和聚类中心的选取 / 193
4．5．5 Kalman 滤波和轨迹跟踪 / 195
4．5．6 微多普勒特征的提取 / 197
4．5．7 多人识别结果与分析 / 198
4．6 小结 / 200
参考文献 / 202
第 5 章 基于微多普勒效应的人体呼吸心率监测 / 203
5．1 引言 / 203
5．2 高精度心脏活动感知技术 / 204
5．2．1 解码峰值检测算法 / 204
5．2．2 雷达心跳信号分割 / 209
5．3 算法验证 / 210
5．3．1 可靠性分析 / 210
5．3．2 数据采集 / 211
5．3．3 准确性分析 / 213
5．3．4 HRV 分析 / 216
5．3．5 心脏时序分析 / 217
5．4 小结 / 218
参考文献 / 220
第 6 章 基于微多普勒效应的车内活体检测 / 221
6．1 引言 / 221
6．2 后排活体检测算法研究及数据分析 / 221
6．2．1 基于相位历程的杂波抑制方法 / 222
6．2．2 静止活体目标检测 / 228
6．2．3 基于 Z-score 特征的运动活体检测 / 232
6．3 系统实现与测试 / 234
6．3．1 系统流程设计 / 234
6．3．2 遮挡检测 / 235
6．3．3 检测结果置信 / 237
6．3．4 工程实现与测试 / 238
6．4 小结 / 242
