[發(fā)明專利]一種基于WiFi多普勒頻移的連續(xù)通行人數(shù)檢測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910207825.3
• 申請日: 2019-03-19
• 公開（公告）號: CN110020677B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周瑞;魯翔;龔子元
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: G06K9/62
• 分類號: G06K9/62;H04W4/30
• 代理公司: 電子科技大學(xué)專利中心 51203
• 代理人: 鄒裕蓉

1.一種基于WiFi多普勒頻移的連續(xù)通行人數(shù)檢測方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)檢測環(huán)境部署：將一對WiFi發(fā)射器和接收器分別布置在通道兩側(cè)或者場所出入口的左右兩側(cè)；

2)單次通行人數(shù)檢測訓(xùn)練：

2-1)采集不同人數(shù)單次通行時的信道狀態(tài)信息CSI數(shù)據(jù)，提取多普勒頻譜；

2-2)對多普勒頻譜進(jìn)行閾值截斷，得到二值化頻譜圖；

2-3)從二值化頻譜圖中提取通行時間特征和有效頻移區(qū)域特征，對特征提取后的樣本進(jìn)行人數(shù)標(biāo)注，形成訓(xùn)練樣本；

2-4)利用訓(xùn)練樣本訓(xùn)練單次通行人數(shù)分類器，單次通行人數(shù)分類器的輸入為多普勒頻譜的時間特征和有效頻移區(qū)域特征，輸出為單次通行人數(shù)；

3)連續(xù)通行人數(shù)檢測：

3-1)采集CSI數(shù)據(jù)，提取多普勒頻譜；

3-2)根據(jù)多普勒頻譜最大能量變化曲線檢測人員通行的開始時間與結(jié)束時間；

3-3)連續(xù)通行次數(shù)檢測：從多普勒頻譜中提取頻移量為零的能量曲線，去除零頻移能量曲線中與下一個波峰的間隔小于先驗間隔閾值的波峰以完成假波峰去除，再計算有效波峰數(shù)，有效波峰數(shù)即為通行次數(shù)；

3-4)連續(xù)通行多普勒頻譜的分割：

3-4-1)對步驟3-2)得到的從開始時間到結(jié)束時間內(nèi)的多普勒頻譜進(jìn)行閾值截斷，得到二值化頻譜圖；

3-4-2)遍歷預(yù)設(shè)范圍內(nèi)各角度θ旋轉(zhuǎn)二值化頻譜圖，得到旋轉(zhuǎn)θ度后的頻譜圖像M^θ，將頻譜圖像M^θ在時間軸方向投影得到旋轉(zhuǎn)投影曲線x^θ，根據(jù)投影曲線x^θ計算波峰凸起高度和取最大的波峰凸起高度和所對應(yīng)的角度作為最優(yōu)旋轉(zhuǎn)角度；

其中，i為投影曲線x^θ中第i個波峰，c為投影曲線x^θ中波峰總數(shù)，即通行次數(shù)，為投影曲線中的第i個波峰值，為第i個波峰右邊的鄰近波谷值，為第i個波峰左邊的鄰近波谷值，波峰突起高度即為波峰與相鄰波谷的差值最小值；

3-4-3)按照最優(yōu)旋轉(zhuǎn)角度所對應(yīng)投影曲線的波峰間最小值的時間點作為分割點，對二值化頻譜圖進(jìn)行分割，再以最優(yōu)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行反方向旋轉(zhuǎn)得到各單次通行頻譜圖；

3-5)連續(xù)通行人數(shù)統(tǒng)計：對單次通行頻譜圖提取通行時間特征和有效頻移區(qū)域特征并輸入單次通行人數(shù)分類器得到單次通行人數(shù)；對開始時間到結(jié)束時間內(nèi)的每次通行的人數(shù)求和，得到連續(xù)通行總?cè)藬?shù)。

2.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，角度θ的預(yù)設(shè)范圍為10度到60度。

3.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，遍歷預(yù)設(shè)范圍內(nèi)各角度θ旋轉(zhuǎn)二值化頻譜圖前，先對二值化頻譜圖進(jìn)行高斯濾波去除噪音。

4.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，在對零頻移能量曲線計算波峰數(shù)之前，先對零頻移能量曲線進(jìn)行三次樣條差值平滑，再對平滑后的零頻移能量曲線根據(jù)波峰間隔去除假波峰。

5.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，將通行時間特征和有效頻移區(qū)域特征輸入單次通行人數(shù)分類器之前，先對通行時間特征和有效頻移區(qū)域特征根據(jù)通行次序進(jìn)行矯正。

6.如權(quán)利要求1所述方法，其特征在于，所述閾值截斷的具體方法為：遍歷多普勒頻譜每個時間點的每個頻移，若該頻移在預(yù)設(shè)人產(chǎn)生的頻移效果范圍內(nèi)且該頻移上的能量超過閾值，則該頻移在二值化頻譜圖對應(yīng)元素置為1，否則置為0。