本发明涉及毫米波恒虚警率检测，特别是一种基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法。
背景技术：
1、随着人类对无线智能感知技术的探索，具有高频率的，高灵敏度的毫米波的应用也更加广泛。基于毫米波的车辆倒车检测，障碍物检测，手势识别，体态识别，呼吸频率识别等技术随着发展，成为科研的重点。而毫米波应用的第一步技术则是点云生成。目标点检测是基于毫米波雷达生成目标点云的关键步骤。目标检测的准确与否直接影响了目标点云生成的质量，从而影响了后续相应算法分析与计算的准确率。随着对毫米波雷达检测目标精度要求的不断提高，一种能适应复杂环境，判别杂波边缘，从而准确地检测出目标点云的恒虚警率算法也在不断探索中。
2、目前的恒虚警率算法主要分为三种。一维恒虚警率，二级恒虚警率和二维恒虚警率。一维恒虚警率是将数据矩阵沿着距离维展开为一维数组，通过滑动窗检测目标点。二级恒虚警率是在一维恒虚警率检测出的目标点基础上，对这些目标点的多普勒维展开为一维数组再次进行一维恒虚警率检测。二维恒虚警率是对距离-多普勒矩阵通过二维滑动窗对目标点逐个检测。这些现有算法或由于门限的计算受杂波干扰导致漏警虚警，或由于虚警概率需要针对不同环境、情景人为设置导致无法适应多种不同环境。
3、因此需要一种能够针对环境自适应的，有效抑制假警率和漏警率的恒虚警率算法。
技术实现思路
1、为了解决上述技术问题，本发明提供了一种基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，能够解决在存在复杂杂波干扰环境下目标检测假警漏警问题，实现了自适应虚警概率的设定。
2、为达到上述目的，本发明是按照以下技术方案实施的：
3、一种基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，包括以下步骤：
4、s1、数据采集：使用iwr6843isk毫米波雷达设备采集包括四个天线二进制数据；
5、s2、信号预处理：将二进制数据转换为十进制，数据实部虚部分发，取前两个接收天线的数据组成数据序列；
6、s3、数据矩阵生成：将数据序列通过两次快速傅里叶处理生成距离-多普勒矩阵；
7、s4、虚警概率计算：通过对距离-多普勒矩阵特性分析，计算出虚警概率，该虚警概率用于门限因子的计算；
8、s5、偏移因子计算：通过对距离-多普勒矩阵特性分析，计算偏移因子，该偏移因子用于后续偏移量计算；偏移量用于校正门限值，降低假警率；
9、s6、参考单元选择与门限计算：选择十字校准框作为参考单元，并计算门限值和门限偏移量，并输入到一级波纹比较器；
10、s7、通过保护单元计算的波纹差值，在二级波纹比较器中与设定阈值进行比较，输出二值，用于降低假警率；
11、s71、提取出保护单元最外的两圈保护单元数值组成两个数组，并对这两个数组分别取平均值；
12、s72、因目标单元与保护单元存在波纹性，即存在类似波纹的阶梯性，因此波纹计算公式如下：
13、rdiff＝|rp1-rp2|-|rp1-detectvalue|；
14、式中：rdiff是波纹差值；rp1是内圈的保护单元平均值，即波纹值1，rp2是外圈的保护单元平均值，即波纹值2；detectvalue是检测单元的值；
15、s73、在s6中一级波纹比较器中检测单元数值大于门限值输出到该二级波纹比较器中，定义该检测单元的波纹差值大于阈值0.1时通过二级波纹比较器，输出该检测单元。
16、进一步地，所述步骤s4具体包括：
17、s41、对距离-多普勒矩阵进行归一化，以防止由于数据差距过大导致假警和漏警，计算公式如下：
18、
19、式中：rnorm表示归一化后的矩阵，矩阵形状为n×m，表示矩阵为n行m列；rrdm表示s3处理生成的距离-多普勒矩阵，矩阵形状为n×m，表示矩阵为n行m列；max(rrdm)表示取矩阵rrdm中数值最大的矩阵元素做基准值，即分母；
20、s42、获取距离-多普勒矩阵特性，采取对每行每列取代表值的方法，即取矩阵正负对角线元素组成数组，对角线数组计算公式如下：
21、diag1＝rnorm[i][i](0≤i＜n)；
22、diag2＝rnorm[i][m-i](0≤i＜n)；
23、式中：diag1，diag2表示正对角线和反对角线数组；i表示索引值；rnorm[i][i]，rnorm[i][m-i]表示对应矩阵索引下的元素；
24、s43、根据保护单元选择的数量，计算虚警概率的值，计算公式如下：
25、
26、式中：p表示虚警概率的值，该值表示了在进行恒虚警概率方法时虚警概率；mean(diag1[：：3])表示对数组diag1切片，每隔2个数取一个值，组成一个数组，并对数组取平均值；mean(diag2[：：3])表示对数组diag2切片，每隔2个数取一个值，组成一个数组，并对数组取平均值；unitp是保护单元规模，即保护单元矩阵的大小，即保护单元大小为unitp×unitp。
27、进一步地，所述步骤s5具体包括：
28、s51、取diag1，diag2数组所有正数的中位数，计算偏移因子，计算公式如下：
29、corrfactor＝(diag1m+diag2m)×2；
30、式中：corrfactor表示偏移因子，该因子参与后续的门限偏移量计算；diag1m和diag2m表示diag1和diag2数组的正数序列中中位数。
31、进一步地，所述步骤s6具体包括：
32、s61、选择相应的参考单元，所选参考单元为十字校准框，其形状为环绕保护单元边缘一圈的元素作为参考单元即捕获框，以检测单元所对应的行和列的元素作为参考单元进行计算；
33、s62、获取几种参考单元区间，组合成为门限值备选方案，计算公式如下：
34、thresholdvalue＝[cl1,cl2,cb]；
35、式中：thresholdvalue表示门限值备选方案数组；cl1表示对应行参考单元数组；cl2表示对应列参考单元数组；cb表示捕获框对应参考单元；
36、s621：备选门限索引计算，计算公式如下：
37、index＝|(1-p)×len(thresholdvalue)|；
38、式中：index表示索引号；(1-p)表示检测概率；len中算式意为备选门限数组长度；
39、s622：通过备选门限数组索引，结合s64中提出的门限偏移量，计算公式如下：
40、value＝thresholdvalue[index]+corr；
41、式中：value表示校正后的门限值；thresholdvalue[index]表示由索引值index定位的数组thresholdvalue中的元素；corr为门限偏移量；
42、s63、对参考单元进行计算：通过参考单元计算门限量，计算公式如下：
43、
44、式中：parametersn表示门限量paramerers2和parameters2；cln表示cl1和cl2，cbmean表示捕获框参考单元的均值；max中的算式意为取大于等于0的值；该计算公式的含义是对行列的参考单元数组每个元素与捕获框均值做差取大于等于0的值并取平均；
45、s64、通过s63中门限量的值以及s51中门限偏移因子，计算门限偏移量，计算公式如下：
46、
47、式中：corr表示门限偏移量。
48、与现有技术相比，本发明通过对距离-多普勒矩阵的整体特点，能够计算出自适应的虚警概率以及门限偏移因子，并通过十字线和捕获框形状的参考单元选择，使得由参考单元计算出的门限与门限偏移量的和不受杂波干扰，有效识别出目标点；此外，引入了二级波纹比较器，通过计算两层保护单元的波纹差值，得出波纹值，在二级波纹比较器中将波纹值与阈值比较，进一步确定该点是否为目标点，降低了假警率。这种方法的优越性将对点云生成领域产生极大影响，推动毫米波相关领域发展。
49、综上所述，本发明能够有效提取距离-多普勒矩阵中的目标点，降低了假警率和漏警率。在毫米波无线感知领域点云生成具有很高的应用价值，从一定程度上解决了目标点漏警或假警的问题。
1.一种基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，其特征在于，所述步骤s4具体包括：
3.根据权利要求1所述的基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，其特征在于，所述步骤s5具体包括：
4.根据权利要求1所述的基于毫米波的十字自校准恒虚警率目标检测方法，其特征在于，所述步骤s6具体包括：
