新一代雷达式生命探测仪的研究

以生命体为探测目标的雷达式生命探测技术在应急救援、反恐、军事等领域有不可替代的优势。雷达式生命探测仪是该项技术研究所必需的仪器，决定着该技术研究水平。目前，该研究已基本解决了正常状态下(坐、站及平躺等)生命体的探测问题，而受困状态下(受伤压埋、劫持捆绑、蜷缩躲藏等)生命体及其周围环境的探测、识别尚未解决，没有相应的仪器支持。这是制约雷达式生命探测技术发展的瓶颈，是新一代雷达式生命探测技术所需解决的关键问题，也是我们在近十年科研和应用基础上，首次提出的科学问题。本研究将雷达与生命科学技术相结合，研究可探测受困生命体及其周围环境的新一代雷达式生命探测技术与系统：重点研究受困状态下生命特征检测与提取技术；生命体与其环境结构兼容探测技术；人与动物探测识别技术；最终研制具有自主知识产权的新一代雷达式生命探测仪。该仪器的研究可促使我国生命探测的技术水平向国际领先地位攀升，对国家安全具有重要意义。

以生命体为探测目标的雷达式生命探测技术在应急救援、国家安全等领域有不可替代的优势。雷达式生命探测仪是该研究所必需的仪器，决定着其技术水平。目前，该研究已基本解决正常状态生命体有无的探测问题，而受困状态(压埋、受伤等)生命体的探测和识别、周围环境结构的兼容探测以及人与动物的区分等问题尚未解决，也没有相应的仪器支持。这是制约雷达式生命探测技术发展的瓶颈，是新一代雷达式生命探测技术急需解决的关键问题。为此，我们提出了双源双通道（270/400 MHz）的仪器设计思路，有效扩展了冲激脉冲等效带宽，解决了UWB雷达探测灵敏度与穿透力难以兼顾的难题。在受困状态生命体探测方面，建立了以气压止血带束缚人体的压埋探测模型，提出了基于空域积累和自适应处理的回波信号增强算法、人体呼吸信号的恒虚警率和相关性识别算法，提升了受困状态下生命体的探测和识别能力。在人与动物区分方面，建立了动物生命体压埋、受伤探测模型，发现了动物行为的雷达探测特征有别于人类，在此基础上提出了基于最优微动相关系数的人与动物辨识算法，找到了区分人和动物的一个有效方法。在结构探测方面，提出了利用人体呼吸检测算法识别的人体目标位置来进行回波衰减补偿，并且研究了基于稀疏脉冲反演的层位检测与识别技术、基于共中心点原理的介质波速估计方法来获取不同介质层厚度，在此基础上采用基于动态聚类的多通道数据融合技术，初步实现了人体目标和废墟结构的兼容探测。以上研究及其成果在实物上最终体现为新一代雷达式生命探测仪器的样机。该样机兼顾了穿透能力（4 m实体砖墙）、探测灵敏度（4 mm位移的微动）以及废墟结构探测能力（虚拟二维结构）的并行提升，基本具备了对受困状态生命体和目标环境结构的探测能力，以及人与动物的区分能力。该项目的研究不仅可促使我国生命探测的技术水平向国际领先地位攀升，而且有利于拓展雷达式生命探测技术的应用领域。