Jag accepterar att kakor lagras på min dator

Läs mer

Detection of human activity behind the wall - Analysis of radar measurements.

Detection of human activity behind the wall - Analysis of radar measurements. Beställ tryckt exemplar Lägg i kundvagnen
Författare: Jonas Rahm, Tommy Johansson, Jan Gustavsson, Stefan Nilsson, Ain Sume, Anders Örbom
Ort: Linköping
Sidor: 30
Utgivningsår: 2010
Publiceringsdatum: 2010-06-21
Rapportnummer: (FOI-R--2996--SE)
Nyckelord "Se-igenom-väggen", väggpenetrerande radar, doppler radar, MTI, realtid, mänsklig aktivitet
Keywords Through-the-wall radar, wall penetrating radar, Doppler radar, MTI, real-time processing, human activity
Sammanfattning Denna rapport beskriver dels väggpenetrerande radarmätningar och dels en signalbehandlingsalgoritm som används för att analysera mätdata. Det utförda arbetet är en del av ett gemensamt program mellan Sverige (FOI) och Frankrike (ONERA och DGA Celar), "New models for radar targets and environment". Det svenska deltagandet finansieras inom ramen för FoT-projektet "Penetrerande radarsystem för urbana operationer". Arbetets mål är att utreda möjligheten att detektera mänsklig doppler bakom väggar. Väggpenetrerande mätningarna genomfördes på FOIs mätplats Lilla Gåra i oktober 2008. En signalbehandlingsalgoritm av MTI-typ (Moving Target Indication), baserad på koherent subtraktion av olika frekvenssvep, har utvecklats och testats. Resultaten visar på såväl algoritmens som mätsystemets kapacitet. Algoritmen uppfyller kraven på att fungera i realtid samt att vara såväl robust som pålitlig. Mätningarna gjordes mot en person som utförde olika rörelser bakom en stängd dörr. Vi finner att dessa rörelser kan detekteras. Även en person som står stilla och håller andan är relativt enkel att detektera m.h.a. den signalbehandling som använts. De uppmätta detektionsspåren kan förklaras med direkta reflektioner från personen eller med multipelreflektioner från väggar och personen. Algoritmen undertrycker väl bakgrunden. Genom dataanalysen kan vi känna igen vissa specifika rörelser (såsom armrörelser), medan andra, mer subtila rörelser (såsom huvudrörelser) inte går att känna igen. Ett tröskelvärde proportionellt mot medelvärdet i den aktuella mätningen har implementerats och möjliggör detektion av de viktigaste signaturerna, både när flera starka returer och när få svaga returer uppmäts. Denna dynamiska känslighet gör det möjligt att detektera olika typer av rörelser. Vilka värden algoritmens olika parametrar ska ges är inte självklart och valen som måste göras är i slutändan subjektiva. Vi har använt en viss uppsättning parametervärden för alla typer av rörelser. Detektionskänsligheten kan ökas eller antalet detektioner minskas genom att variera värdet på dessa parametrar. Operatören av ett framtida system vill ha ett system som fungerar i realtid och undertrycker bakgrunden samtidigt som rörelser upptäcks. Apparaten ska enkelt kunna användas för att detektera olika typer av rörelser utan att många parameterinställningar ändras. Detektionerna ska presenteras på ett enkelt sätt. De detektionsplottar som används i denna rapport kan fungera som en modell för resultatpresentationen.
Abstract This report presents "through-the-wall" (TTW) radar measurements of a person, performing various movements in an enclosed room. Based on data from these measurements a new signal processing method has been developed and tested. The work is part of a joint program between Sweden (FOI) and France (ONERA and DGA Celar), "New models for radar targets and environment". The Swedish participation is financed within the project "Penetrating radar systems for urban operations". The aim of the collaboration is to investigate and develop technical and signal processing methods that enable reliable and robust detection of moving objects behind walls. The TTW measurements were conducted at FOI's test range Lilla Gåra in October 2008. We have found that the recorded motions of the person in the enclosed room can be detected. Even a person who is standing still and holding his breath is relatively easy to detect with the radar signal processing technique used. An MTI (Moving Target Indication) signal processing algorithm, based on coherent subtraction between different frequency sweeps, has been developed and tested. A dynamic threshold level that is related to the returned signal strength has been implemented, which enables detection of a wide spectrum of human movements. By plotting the detected movements in a range-time diagram we get detection tracks that correspond to the movement. The obtained detection tracks can be explained by direct reflections from the person or multiple reflections from the walls and the person. The stationary background is well suppressed by the algorithm. Depending on the type of human movement, the appearance of the detection plots varies. We can recognize some specific motions (e.g., a moving arm) in the offline analysis, while more subtle motions (e.g., moving the head back and forth) cannot be captured. The robust detection algorithm can run in real time and the interpretation of the detection plots can probably be automized. Hence, this indicates that our MTI-based signal processing approach has potential to be implemented in future handheld TTW systems.

Kundvagn

Inga rapporter i kundvagnen

FOI, Totalförsvarets forskningsinstitut

FOI
Totalförsvarets forskningsinstitut
164 90 Stockholm

Tel: 08-555 030 00
Fax: 08-555 031 00

Orgnr: 202100-5182