【摘要】：超寬帶雷達(dá)具有大寬帶,抗干擾性強(qiáng),低截獲概率等優(yōu)勢(shì),因此近年來受到了研究者們的廣泛關(guān)注。超寬帶雷達(dá)在定位領(lǐng)域,尤其是室內(nèi)定位領(lǐng)域的研究也越來越多。本文針對(duì)沖擊體制下的超寬帶雷達(dá),分別研究了在室內(nèi)一維距離目標(biāo)定位與追蹤和室內(nèi)二維平面目標(biāo)定位與追蹤下,從原始雷達(dá)信號(hào)中對(duì)目標(biāo)回波信號(hào)的提取與分離,并進(jìn)行了詳細(xì)的算法研究和實(shí)驗(yàn)探究,同時(shí)利用上位機(jī)對(duì)算法進(jìn)行了實(shí)現(xiàn)。論文首先介紹了超寬帶雷達(dá)在定位領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀,并與其他體制下的定位系統(tǒng)進(jìn)行了對(duì)比。其次介紹了本文所采用的雷達(dá)系統(tǒng),并對(duì)該系統(tǒng)各模塊的性能進(jìn)行了分析,同時(shí)探討了沖擊體制下超寬帶雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)的模型。本文隨后研究了在室內(nèi)一維距離定位情境下的高分辨目標(biāo)定位與追蹤算法。算法首先利用動(dòng)目標(biāo)檢測(cè)算法和峰值檢測(cè)算法,將軌跡信號(hào)初步提取出來,然后通過本文提出的基于熵值變化準(zhǔn)則的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法對(duì)初步提取出來的含噪信號(hào)進(jìn)行去噪重構(gòu),并與經(jīng)過基于連續(xù)均方誤差準(zhǔn)則的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解去噪重構(gòu)算法后得到的信號(hào)進(jìn)行對(duì)比,通過實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證,基于熵值變化準(zhǔn)則的經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解算法能有效地降低誤差,得到更精確的運(yùn)動(dòng)軌跡;然后利用卡爾曼濾波追蹤算法對(duì)實(shí)測(cè)信號(hào)進(jìn)行目標(biāo)追蹤。本文隨后研究了室內(nèi)二維距離定位情境下的室內(nèi)定位模型,其中包括方位到達(dá)角定位模型(AOA)、圓周定位模型(TOA)、雙曲線定位模型(TDOA)等,并對(duì)雙曲線定位模型下的Chan算法和Fang算法進(jìn)行了深入研究。隨后,本文提出了基于交互多模型的擴(kuò)展卡爾曼濾波(IMM-EKF)追蹤算法,并通過仿真實(shí)驗(yàn)證明該算法與經(jīng)典擴(kuò)展卡爾曼濾波追蹤算法相比,IMM-EKF追蹤算法具有更強(qiáng)的機(jī)動(dòng)性、能有效降低突變?cè)肼暩蓴_的特性。最后,本文利用MFC平臺(tái),對(duì)該算法進(jìn)行了上位機(jī)實(shí)現(xiàn),并利用實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)驗(yàn)證其算法和系統(tǒng)的可靠性與實(shí)時(shí)性。
[Abstract]:Ultra-wideband radar (UWB) has many advantages, such as large wideband, strong anti-jamming, low probability of interception and so on, so it has been paid more and more attention by researchers in recent years. UWB radar in the field of positioning, especially in the field of indoor positioning more and more research. In this paper, the extraction and separation of the target echo signal from the original radar signal under the indoor one-dimensional range target location and tracking and the indoor two-dimensional plane target location and tracking are studied respectively for the UWB radar under the impact system. At the same time, the algorithm is realized by the upper computer. This paper first introduces the research status of UWB radar in the field of positioning, and compares it with other positioning systems. Secondly, the radar system used in this paper is introduced, and the performance of each module of the system is analyzed. At the same time, the model of UWB radar target detection under impact system is discussed. Then, the high resolution target location and tracking algorithm in indoor one-dimensional range location is studied. The algorithm first uses the moving target detection algorithm and the peak detection algorithm to extract the trajectory signal. Then, the proposed empirical mode decomposition algorithm based on entropy change criterion is used to reconstruct the noise signal. Compared with the signal obtained by the empirical mode decomposition and reconstruction algorithm based on the continuous mean square error criterion, the empirical mode decomposition algorithm based on entropy change criterion can effectively reduce the error. Obtain more accurate motion trajectory; Then the Kalman filter tracking algorithm is used to track the measured signal. In this paper, the indoor positioning model under the condition of indoor two-dimensional distance positioning is studied, including the azimuth arrival angle location model, (AOA), circumferential positioning model, (TOA), hyperbolic positioning model, (TDOA), and so on. The Chan algorithm and Fang algorithm based on hyperbolic localization model are studied. Then, an extended Kalman filter (IMM-EKF) tracking algorithm based on interactive multiple models is proposed, and the simulation results show that the algorithm is compared with the classical extended Kalman filter tracking algorithm. The IMM-EKF tracking algorithm is more mobile and can effectively reduce the abrupt noise interference. Finally, using MFC platform, the algorithm is implemented on the host computer, and the reliability and real-time performance of the algorithm and the system are verified by the measured data.
【學(xué)位授予單位】：南京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TN958

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 楊鎮(zhèn)華;伍文峰;李濤;;超寬帶雷達(dá)及其應(yīng)用[J];科技資訊;2006年01期

2 梁甸農(nóng),陸仲良,周智敏,粟毅;超寬帶雷達(dá)技術(shù)[J];國(guó)防科技參考;1998年01期

3 黎海濤,徐繼麟;超寬帶雷達(dá)目標(biāo)回波建模[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);2000年10期

4 李江源,王建國(guó),楊建宇,唐斌,葉瑞青;超寬帶雷達(dá)的低截獲性分析[J];雷達(dá)科學(xué)與技術(shù);2005年05期

5 林圣國(guó);周國(guó)安;向正義;;超寬帶雷達(dá)抗干擾性能研究[J];彈箭與制導(dǎo)學(xué)報(bào);2005年SB期

6 胡偉東,呂昕,高本慶;超寬帶雷達(dá)技術(shù)的新進(jìn)展[J];無線電工程;2005年01期

7 顧蘇;王曉紅;陳沁梅;;超寬帶雷達(dá)中的超高速數(shù)據(jù)采集技術(shù)[J];雷達(dá)與對(duì)抗;2007年04期

8 蔣留兵;車?yán)?;混沌在超寬帶雷達(dá)中的應(yīng)用[J];現(xiàn)代電子技術(shù);2009年13期

9 蔣留兵;車?yán)?;混沌超寬帶雷達(dá)信號(hào)的應(yīng)用研究[J];現(xiàn)代雷達(dá);2009年10期

10 李斌;趙慧敏;;一種用于人體生命信號(hào)檢測(cè)的超寬帶雷達(dá)設(shè)計(jì)[J];空間電子技術(shù);2012年04期

相關(guān)會(huì)議論文 前6條

1 趙玉;陸志宏;;超寬帶雷達(dá)技術(shù)研究[A];中國(guó)造船工程學(xué)會(huì)電子技術(shù)學(xué)術(shù)委員會(huì)2011年海戰(zhàn)場(chǎng)電子信息技術(shù)學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2011年

2 劉思力;潘偉;毛寧;;光導(dǎo)開關(guān)在超寬帶雷達(dá)中的應(yīng)用[A];2007中國(guó)控制與決策學(xué)術(shù)年會(huì)論文集[C];2007年

3 劉東紅;張永順;陳志杰;程俊斌;;基于時(shí)域雙譜的超寬帶雷達(dá)目標(biāo)特征提取[A];通信理論與信號(hào)處理新進(jìn)展——2005年通信理論與信號(hào)處理年會(huì)論文集[C];2005年

4 盧桂琳;;超寬帶雷達(dá)信號(hào)的調(diào)制研究[A];2009年全國(guó)微波毫米波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];2009年

5 張媛;張林讓;馬劍英;;超寬帶雷達(dá)低空多路徑回波建模與仿真[A];第十二屆全國(guó)信號(hào)處理學(xué)術(shù)年會(huì)（CCSP-2005）論文集[C];2005年

6 阮成禮;袁乃昌;;皮秒光導(dǎo)開關(guān)及超寬帶雷達(dá)的實(shí)驗(yàn)室模型的研制[A];1993年全國(guó)微波會(huì)議論文集（下冊(cè)）[C];1993年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前3條

1 陳紹黔　陳萍;能偵測(cè)廢墟下30米處生命體征信號(hào)[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2011年

2 陳紹黔;“警用超寬帶雷達(dá)式生命探測(cè)儀”通過鑒定[N];人民公安報(bào)·消防周刊;2010年

3 林均紅　陳紹黔 薛云 徐蘭山;災(zāi)害現(xiàn)場(chǎng)20米內(nèi)能捕捉生命跡象[N];科技日?qǐng)?bào);2010年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前6條

1 黎海濤;超寬帶雷達(dá)關(guān)鍵技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2000年

2 陳雋永;小波理論及其在超寬帶雷達(dá)中的應(yīng)用研究[D];電子科技大學(xué);2000年

3 王黨衛(wèi);超寬帶雷達(dá)目標(biāo)電磁特征抽取與識(shí)別方法研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2006年

4 楊利民;超寬帶雷達(dá)目標(biāo)探測(cè)技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2012年

5 張光甫;瞬態(tài)天線及其在超寬帶雷達(dá)中的應(yīng)用[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2004年

6 賀峰;寬帶/超寬帶雷達(dá)運(yùn)動(dòng)人體目標(biāo)檢測(cè)與特征提取關(guān)鍵技術(shù)研究[D];國(guó)防科學(xué)技術(shù)大學(xué);2011年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 陳凱;超寬帶雷達(dá)測(cè)試系統(tǒng)中無線同步的研究[D];南京理工大學(xué);2013年

2 劉淼;基于超寬帶雷達(dá)傳感器的土壤信道估計(jì)[D];電子科技大學(xué);2015年

3 董紀(jì)私;無載波超寬帶雷達(dá)信號(hào)檢測(cè)算法研究[D];電子科技大學(xué);2014年

4 余高干;0.4~18GHz超寬帶雷達(dá)接收前端小型化的研究[D];電子科技大學(xué);2015年

5 靳磊磊;超寬帶雷達(dá)截獲中的信號(hào)檢測(cè)與數(shù)據(jù)存儲(chǔ)實(shí)現(xiàn)研究[D];北京理工大學(xué);2016年

6 劉穎;星載超寬帶雷達(dá)信號(hào)參數(shù)測(cè)量方法與DSP軟件實(shí)現(xiàn)[D];北京理工大學(xué);2016年

7 唐良勇;基于超寬帶雷達(dá)的非接觸式多目標(biāo)生命體征檢測(cè)算法研究[D];南京理工大學(xué);2016年

8 劉治平;超寬帶雷達(dá)中脈沖產(chǎn)生技術(shù)研究[D];湖南師范大學(xué);2016年

9 朱方啟;基于模糊邏輯控制的目標(biāo)識(shí)別技術(shù)研究[D];電子科技大學(xué);2016年

10 張青雨;基于超寬帶雷達(dá)的室內(nèi)定位關(guān)鍵技術(shù)的研究[D];南京理工大學(xué);2017年

，

本文編號(hào)：2303642