一种穿墙雷达成像方法、装置、设备及系统与流程

技术特征：
1.一种穿墙雷达成像方法，其特征在于，所述方法包括：获取收发共置天线在多个观测位置点采集到的穿墙雷达回波信号集；对所述穿墙雷达回波信号集进行预处理，以去除所述穿墙雷达回波信号集当中的固定墙体静态背景的回波信号，所述固定墙体静态背景的回波信号包括外墙表面的回波信号和内墙表面的回波信号；将预处理后的穿墙雷达回波信号集及预设调谐参数输入到预设的低秩稀疏优化算法当中进行求解，以从所述预处理后的穿墙雷达回波信号集当中提取出待检测目标的回波信号；根据所述待检测目标的回波信号，构建所述待检测目标的图像。2.根据权利要求1所述的穿墙雷达成像方法，其特征在于，对所述穿墙雷达回波信号集进行预处理，以去除所述穿墙雷达回波信号集当中的固定墙体静态背景的回波信号的步骤包括：通过二维的高通滤波器来对所述穿墙雷达回波信号集进行预处理，以去除所述穿墙雷达回波信号集当中的固定墙体静态背景的回波信号。3.根据权利要求1所述的穿墙雷达成像方法，其特征在于，将预处理后的穿墙雷达回波信号集及预设调谐参数输入到预设的低秩稀疏优化算法当中进行求解的步骤包括：按照低秩稀疏分解的思想，将所述预处理后的穿墙雷达回波信号集分解为低秩部分和稀疏部分，低秩部分为墙体内异物的回波信号，稀疏部分为待检测目标的回波信号；基于低秩部分和稀疏部分分别构建低秩矩阵l和稀疏矩阵s；将低秩矩阵l和稀疏矩阵s及预设调谐参数λ输入到低秩稀疏优化算法当中进行求解。4.根据权利要求3所述的穿墙雷达成像方法，其特征在于，所述低秩稀疏优化算法的表达式为：式中，‖l‖
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表示低秩矩阵l的核范数，是低秩矩阵l奇异值的和，以及‖s‖1表示稀疏矩阵s的l1范数，λ为预设调谐参数，用于平衡核范数项和l1范数项。5.根据权利要求1所述的穿墙雷达成像方法，其特征在于，将预处理后的穿墙雷达回波信号集及预设调谐参数输入到预设的低秩稀疏优化算法当中进行求解的步骤包括：将所述预处理后的穿墙雷达回波信号集及所述预设调谐参数输入到所述低秩稀疏优化算法当中，并借助凸优化工具箱进行求解。6.根据权利要求1-5任一项所述的穿墙雷达成像方法，其特征在于，获取收发共置天线在多个观测位置点采集的穿墙雷达回波信号集的步骤之前，还包括：控制所述收发共置天线自左向右沿平行于墙体方向均匀步进前进，以使所述收发共置天线在多个所述观测位置点分别采集穿墙雷达回波信号。7.一种穿墙雷达成像装置，其特征在于，所述装置包括：信号获取模块，用于获取收发共置天线在多个观测位置点采集到的穿墙雷达回波信号集；信号前处理模块，用于对所述穿墙雷达回波信号集进行预处理，以去除所述穿墙雷达回波信号集当中的固定墙体静态背景的回波信号，所述固定墙体静态背景的回波信号包括
外墙表面的回波信号和内墙表面的回波信号；信号后处理模块，用于将预处理后的穿墙雷达回波信号集及预设调谐参数输入到预设的低秩稀疏优化算法当中进行求解，以从所述预处理后的穿墙雷达回波信号集当中提取出待检测目标的回波信号；图像重构模块，用于根据所述待检测目标的回波信号，构建所述待检测目标的图像。8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1－6任一所述的穿墙雷达成像方法。9.一种穿墙雷达成像设备，其特征在于，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1－6任一所述的穿墙雷达成像方法。10.一种穿墙雷达成像系统，其特征在于，所述系统包括：如权利要求9所述的穿墙雷达成像设备；以及收发共置天线，与所述穿墙雷达成像设备连接，所述收发共置天线能够自左向右沿平行于墙体方向均匀步进前进。

技术总结
本发明提供一种穿墙雷达成像方法、装置、设备及系统，所述方法包括：获取收发共置天线在多个观测位置点采集到的穿墙雷达回波信号集；对穿墙雷达回波信号集进行预处理，以去除穿墙雷达回波信号集当中的固定墙体静态背景的回波信号；将预处理后的穿墙雷达回波信号集及预设调谐参数输入到预设的低秩稀疏优化算法当中进行求解，以提取出待检测目标的回波信号；根据待检测目标的回波信号，构建待检测目标的图像。本发明有效地去除墙体内管道或钢筋等异物的强反射，并增强墙后目标的穿墙雷达图像，提高穿墙雷达成像质量。提高穿墙雷达成像质量。提高穿墙雷达成像质量。


技术研发人员：王玉皞 张玥 周辉林 王波 洪子伟
受保护的技术使用者：南昌大学
技术研发日：2021.09.17
技术公布日：2022/2/6