Reconstruction of Radar Images Based on Movements and Respirations Measured by Multiple IR-UWB Radars

Abstract

In this thesis, imaging methods for detection and localization of human targets using multiple IR-UWB radar sensors are proposed. For localization of moving target, an image reconstruction based tracking method is proposed. And for counting and localization of stationary human targets, respiration characteristic comparison based imaging method is proposed. Image reconstruction based moving target localization method first reconstructs an image of changes of reflected ultra-wideband signals in the 2D domain and then detects moving objects using the reconstructed 2D image. The proposed method is based on the 2D modeling of moving objects and incorporates a priori information about the moving object images. Respiration imaging method identifies the number of human targets, estimates the 1D location of each target based on respiration signals and generates 2D images of each target. We performed experiments using commercial IR-UWB radar sensors to verify the performance of the proposed methods. The proposed methods showed improved performance compared with existing methods in the experiments. ;본 논문에서는 다중 IR-UWB 레이더를 이용한 사람 검출 및 위치 추정을 위한 영상화 방법이 제안된다. 움직이는 표적을 추적하기 위해서는 영상 복원 기반의 객체 추적 방법이 제안되었으며, 정지한 사람을 계수하고 위치를 추정하기 위해서는 호흡 신호 특성 비교 기반의 영상화 방법이 제안되었다. 영상 복원 기반 객체 추적 방법은, 레이더 센서로부터 획득한 반사도의 변화로부터 2차원 공간 상에서 영상을 복원한 뒤, 복원된 영상에서 객체를 검출하고 위치를 추정한다. 제안 방법은 움직이는 객체의 2차원 모델링에 기반하고 움직이는 객체의 영상에 대한 사전 정보를 효과적으로 반영한다. 호흡 신호 영상화 방법은 호흡 신호를 기반으로 인원 수를 추정하고 각 사람의 1차원 위치를 추정한 뒤 각 사람 별로 2차원 영상을 생성한다. 제안하는 방법의 성능을 검증하기 위해 상용 IR-UWB 레이더 센서를 이용한 실험을 수행하였으며, 실험 결과 제안 방법은 기존 방법 보다 향상된 성능을 보였다.