[發明專利]一種基于商用Wi-Fi的非接觸單人計步方法及系統在審
| 申請號： | 201810573883.3 | 申請日： | 2018-06-06 |
| 公開（公告）號： | CN108489509A | 公開（公告）日： | 2018-09-04 |
| 發明（設計）人： | 劉美光;張蕾 | 申請（專利權）人： | 天津大學 |
| 主分類號： | G01C22/00 | 分類號： | G01C22/00 |
| 代理公司： | 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201 | 代理人： | 李林娟 |
| 地址： | 300072*** | 國省代碼： | 天津;12 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 波峰 商用 濾波器 波峰檢測 非接觸 計步 微處理器 動作要求 滑動窗口 絕對偏差 時頻分析 特征提取 因子分析 約束條件 噪音水平 噪音信號 振幅數據 重復運動 發射端 接收端 時間段 子載波 突起 降維 降噪 去除 算法 預設 剔除 噪音 采集 檢測 | ||
1.一種基于商用Wi-Fi的非接觸單人計步方法，其特征在于，所述方法包括：
參與者按照預設的動作要求進行重復運動，通過商用Wi-Fi采集參與者的CSI信號；
定義d(t)為一個時間滑動窗口內所有振幅數據的平均絕對偏差之和，根據d(t)求取t時間段內的噪音水平N(t)，從CSI信號中篩除噪音信號；
通過漢普爾濾波器剔除CSI信號中每個子載波的靜態成分，使用薩維茨基-格雷濾波器進一步去除其他噪音；
采用因子分析的降維算法從降噪后的CSI信號中提取單人信號；
對單人信號進行時頻分析、特征提取、以及波峰檢測，其中波峰檢測具體為：根據波峰間距、波峰高度、波峰突起、波峰寬度四個約束條件進行檢測。
2.根據權利要求1所述的一種基于商用Wi-Fi的非接觸單人計步方法，其特征在于，
其中，ap(n)表示子載波p所對應的數據包索引為n處的振幅值，P為子載波索引的最大值(此處為90)，N為滑動窗口內所有數據包索引的集合，L為滑動窗口的長度，E為滑動窗口內的所有數據包振幅的均值。
3.根據權利要求1所述的一種基于商用Wi-Fi的非接觸單人計步方法，其特征在于，所述波峰間距、波峰高度、波峰突起、波峰寬度四個約束條件分別為：
(1)波峰間距：
基于正常人原地跑步時的步間間隔時間，設置波峰間距最小為0.32s，最大間距為0.7s；
(2)波峰高度：
基于正常人原地跑步時腿的最大速度，設置波峰高度最小為0.6m/s，最大為1.3m/s；
(3)波峰突起：
基于正常人原地慢跑時腿的最大速度和最小速度之差與大量的實驗結果，設置波峰突出最小為0.11m/s，最大為0.92m/s；
(4)波峰寬度：
基于正常人原地慢跑時單腿抬起到落下所經歷的時間，此處波峰寬度的參考標準為波峰高度的一半，結合大量實驗結果，設置該值為最小為0.1s，最大為0.5s。
4.一種基于商用Wi-Fi的非接觸單人計步系統，其特征在于，所述系統包括：微處理器、WiFi的發射端、以及WiFi的接收端，
所述WiFi的發射端和接收端放在地面上，發射端與接收端在一條直線上；
在接收端上收集完成CSI數據后，接收端通過TCP/IP協議將CSI數據發送到微處理器上，微處理器通過MATLAB處理CSI數據；
即，通過漢普爾濾波器剔除CSI信號中每個子載波的靜態成分，使用薩維茨基-格雷濾波器進一步去除其他噪音；采用因子分析的降維算法從降噪后的CSI信號中提取單人信號；對單人信號進行時頻分析、特征提取、以及波峰檢測，其中波峰檢測具體為：根據波峰間距、波峰高度、波峰突起、波峰寬度四個約束條件進行檢測。
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