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Multiple walking human recognition based on radar micro-Doppler signatures

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Science China(Information Sciences) 2015年第12期58卷 177-189页

作者： SUN ZhongSheng WANG Jun ZHANG YaoTian SUN JinPing yuan changshun BI YanXian School of Electronic and Information Engineering Beihang University

The recognition of human movements based on radar m-D(micro-Doppler) signatures attracts great interest in the field of radar research on automatic target recognition. Because there are multiple frequency components overlapping seriously in the radar echoes from walking humans, it is a very difficult work to recognize walking humans based on radar echoes. In this paper, a recognition method of walking humans based on radar m-D signatures is proposed. In this method, the m-D spectrum is generated by generalized S transform first,and then the entropy segmentation is used to segment the interesting region from the original spectrum. Next,the m-D features are extracted from the m-D region. Lastly, the support vector machine is used to recognize different walking human targets. The simulation experiments considering two factors of height and velocity are also conducted to test the performance of this proposed method.

关键词： radar micro-Doppler walking human generalized S transform recognition

Multiple walking human recognition based on radar micro-Doppler signatures

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Science China Chemistry 2015年第12期58卷 173-185页

作者： SUN ZhongSheng WANG Jun ZHANG YaoTian SUN JinPing yuan changshun BI YanXian School of Electronic and Information Engineering Beihang University

关键词： radar micro-Doppler walking human generalized S transform recognition

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基于VB近似的自适应δ-GLMB滤波算法

系统工程与电子技术 2017年第2期39卷 237-243页

作者：袁常顺王俊向洪孙进平北京航空航天大学电子与信息工程学院北京100191

目前,基于δ-扩展标签多伯努利(δ-generalized labeled multi-Bernoulli,δ-GLMB)滤波器的多目标跟踪方法假设量测噪声协方差先验已知,而实际中量测噪声协方差可能是未知或随着环境改变而变化。针对上述问题,提出一种基于变分贝叶斯(va... 详细信息

目前,基于δ-扩展标签多伯努利(δ-generalized labeled multi-Bernoulli,δ-GLMB)滤波器的多目标跟踪方法假设量测噪声协方差先验已知,而实际中量测噪声协方差可能是未知或随着环境改变而变化。针对上述问题,提出一种基于变分贝叶斯(variational Bayesian,VB)近似的自适应δ-GLMB滤波算法。该算法以δ-GLMB滤波器为基础,利用逆威沙特和高斯乘积混合分布近似量测噪声协方差和多目标状态联合后验分布,通过VB近似技术推导滤波迭代。仿真结果表明,所提算法对于线性未知量测噪声协方差场景具有很强的多目标跟踪鲁棒性,在有效估计量测噪声协方差的同时实现准确的目标数和目标状态估计。

关键词：多目标跟踪未知量测噪声协方差随机有限集变分贝叶斯近似 δ-扩展标签多伯努利滤波

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非线性量测下自适应噪声协方差PHD滤波

北京航空航天大学学报 2017年第1期43卷 53-60页

作者：袁常顺王俊向洪魏少明张耀天北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

概率假设密度(PHD)滤波算法已被证明是实时多目标跟踪的有效方法,但现有这些基于PHD滤波的方法假设量测噪声协方差先验已知,而实际中量测噪声协方差可能是未知或随着环境改变而变化。针对这一问题,提出了一种适用于非线性量测模型的自... 详细信息

概率假设密度(PHD)滤波算法已被证明是实时多目标跟踪的有效方法,但现有这些基于PHD滤波的方法假设量测噪声协方差先验已知,而实际中量测噪声协方差可能是未知或随着环境改变而变化。针对这一问题,提出了一种适用于非线性量测模型的自适应噪声协方差多目标跟踪算法。该算法以PHD滤波为基础,采用容积卡尔曼(CK)技术近似非线性量测模型,利用逆威沙特(IW)分布描述量测噪声协方差分布,通过变分贝叶斯(VB)近似技术迭代估计量测噪声协方差和多目标状态联合后验密度。仿真结果表明,本文所提算法可有效估计量测噪声协方差,同时实现准确的目标数和目标状态估计。

关键词：随机有限集多目标跟踪未知量测噪声协方差变分贝叶斯(VB) 概率假设密度(PHD)滤波

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基于PHD未知杂波密度多机动目标跟踪

北京航空航天大学学报 2016年第10期42卷 2082-2090页

作者：袁常顺王俊张耀天毕严先向洪北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

基于随机有限集(RFS)的跳变马尔可夫系统(JMS)是多机动目标跟踪的有效方法。但现有的方法假设杂波密度是先验已知的,而实际中杂波密度是未知且可能随着环境的改变而变化。针对这一问题,提出了一种适用于线性高斯模型的未知杂波密度下多... 详细信息

基于随机有限集(RFS)的跳变马尔可夫系统(JMS)是多机动目标跟踪的有效方法。但现有的方法假设杂波密度是先验已知的,而实际中杂波密度是未知且可能随着环境的改变而变化。针对这一问题,提出了一种适用于线性高斯模型的未知杂波密度下多机动目标跟踪算法。该算法以未知杂波密度高斯混合概率假设密度(λ-GMPHD)滤波为基础建模杂波和真实目标,采用线性高斯JMS模型描述目标机动,推导了未知杂波密度下多机动目标跟踪的GMPHD迭代解析表达式。仿真结果表明,所提算法可实现对于杂波密度以及目标数和目标状态的准确估计。

关键词：随机有限集未知杂波密度多机动目标跟踪跳变马尔可夫系统概率假设密度滤波

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一种幅度信息辅助多伯努利滤波算法

电子与信息学报 2016年第2期38卷 464-471页

作者：袁常顺王俊孙进平孙忠胜毕严先北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

在许多多目标跟踪场景中,目标返回的幅度通常强于虚警杂波返回的幅度。通过建立更加准确的包含幅度信息的目标和虚警杂波似然函数,可提高多目标估计精度。该文提出一种基于随机有限集的幅度信息辅助多伯努利滤波(Amplitude Information ... 详细信息

在许多多目标跟踪场景中,目标返回的幅度通常强于虚警杂波返回的幅度。通过建立更加准确的包含幅度信息的目标和虚警杂波似然函数,可提高多目标估计精度。该文提出一种基于随机有限集的幅度信息辅助多伯努利滤波(Amplitude Information Assistant Multi-Bernoulli Filter,AIA-MBer F)算法。该算法通过建立幅度似然函数将幅度信息引入到多伯努利滤波的更新过程中,并给出针对线性和非线性模型的高斯混合(Gaussian Mixture,GM)和序贯蒙特卡洛(Sequential Monte Carlo,SMC)实现方法。仿真结果表明,该滤波算法相比于传统多伯努利滤波(Multi-Bernoulli Filter,MBer F)无论GM还是SMC实现都可获得更加准确稳定的目标数和对应的目标状态估计。

关键词：多目标跟踪随机有限集幅度信息多伯努利滤波

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单人行走运动参数估计方法

北京航空航天大学学报 2016年第4期42卷 789-795页

作者：孙忠胜王俊孙进平张耀天袁常顺向洪北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

人体运动雷达微多普勒能够为目标识别提供特征。由于行人雷达回波的复杂性,从雷达回波中提取运动参数难度很大。为了实现目标精确识别,提出了一种估计单人行走平动速度、步态周期和步长的方法。首先应用广义S变换(GST)得到雷达回波的微... 详细信息

人体运动雷达微多普勒能够为目标识别提供特征。由于行人雷达回波的复杂性,从雷达回波中提取运动参数难度很大。为了实现目标精确识别,提出了一种估计单人行走平动速度、步态周期和步长的方法。首先应用广义S变换(GST)得到雷达回波的微多普勒谱,然后提取出躯干部位的微多普勒分量,并将此分量转为一维时间频率序列,最后从序列中直接估计行走的平动速度和步态周期,用这2个估计值间接估计步长。仿真实验证明:本文方法抗噪声性能好,当信噪比大于4 d B时,估计精度高。

关键词：雷达微多普勒行人速度估计周期估计

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基于多假设跟踪的散射点关联和三维重构方法

北京航空航天大学学报 2016年第6期42卷 1219-1227页

作者：毕严先魏少明王俊张耀天孙忠胜袁常顺北京航空航天大学电子信息工程学院北京100083

针对雷达目标在未知视角下一维散射中心关联存在的问题,提出了一种基于散射强度信息辅助的多假设跟踪(MHT)散射点关联方法,采用散射点幅度信息辅助实现对目标散射点的有效关联,对关联后的数据采用序贯因式分解的方法实现了目标的三维重... 详细信息

针对雷达目标在未知视角下一维散射中心关联存在的问题,提出了一种基于散射强度信息辅助的多假设跟踪(MHT)散射点关联方法,采用散射点幅度信息辅助实现对目标散射点的有效关联,对关联后的数据采用序贯因式分解的方法实现了目标的三维重构。仿真实验表明,该方法简单、成像效果稳定,通过对关联过程中的假设更新和管理可有效剔除目标运动过程中产生的虚假散射点,适用于目标在多个姿态下多个散射点的关联和三维重构,具有较高的鲁棒性。

关键词：三维重构散射点关联强度信息多假设跟踪(MHT) 序贯因式分解

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合成孔径雷达回波模拟器

太赫兹科学与电子信息学报 2016年第4期14卷 541-544页

作者：张玉宪袁常顺海军航空兵学院辽宁省葫芦岛125001 北京航空航天大学电子信息工程学院北京100191

回波仿真是进行合成孔径雷达(SAR)研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现合成孔径雷达回波仿真,采用现场可编程门阵列(FPGA)作为主处理芯片,设计了专用于SAR回波信号模拟的实时数字信号处理板卡,并在板卡上编程... 详细信息

回波仿真是进行合成孔径雷达(SAR)研究的重要途径,但其计算量巨大,所需的时间较长。为了快速实现合成孔径雷达回波仿真,采用现场可编程门阵列(FPGA)作为主处理芯片,设计了专用于SAR回波信号模拟的实时数字信号处理板卡,并在板卡上编程实现整个回波模拟算法。实际应用结果显示,采用FPGA来实现SAR回波仿真,可以在保证精确度的前提下,大大加快仿真速度。

关键词：合成孔径雷达回波仿真实时现场可编程门阵列