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

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.