[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

本發(fā)明提出一種基于WiFi多普勒頻移的連續(xù)通行人數(shù)檢測方法，根據(jù)人體通過WiFi檢測區(qū)時會對WiFi無線信號產(chǎn)生多普勒效應(yīng)的原理，從CSI信息中提取多普勒頻譜。提出根據(jù)多普勒頻譜中的最大能量曲線，結(jié)合閾值來判斷是否有人通行。然后根據(jù)多普勒頻譜中的零頻移能量曲線，結(jié)合閾值來判斷連續(xù)通行次數(shù)。提出基于最優(yōu)遍歷旋轉(zhuǎn)映射的多普勒頻譜分割方法，根據(jù)通行次數(shù)將連續(xù)通行的多普勒頻譜進(jìn)行分割。提出從分割后的多普勒頻譜中提取特征通過分類器得到每次通行的具體人數(shù)。各次通行的人數(shù)相加即得到連續(xù)通行人數(shù)。實驗環(huán)境中，本發(fā)明能夠達(dá)到100％的通行次數(shù)檢測正確率和高于90％的通行人數(shù)檢測正確率，高于現(xiàn)有WiFi連續(xù)通行人數(shù)檢測方案。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及連續(xù)通行檢測和連續(xù)通行人數(shù)檢測技術(shù)，尤其涉及一種基于WiFi的連續(xù)通行檢測和連續(xù)通行人數(shù)檢測技術(shù)。

背景技術(shù)

通行人數(shù)檢測是指統(tǒng)計一段時間內(nèi)通過通道或出入口的人數(shù)。通行人數(shù)的自動化檢測和精確統(tǒng)計對許多場所來說都非常重要，如：零售商店、購物中心、游客中心、圖書館、博物館、以及公共交通等，這些場所都需要對人員流量進(jìn)行檢測和監(jiān)控。對于零售商店，出入口處準(zhǔn)確的通行人數(shù)檢測有助于零售商了解店內(nèi)顧客數(shù)量，從而輔助店鋪管理。對于室內(nèi)公共場所，通過出入口處人員通行檢測可以確定人員進(jìn)出狀況，從而確定室內(nèi)人員密集程度，并在密度過大時實施應(yīng)急措施，保證公共場所安全。對于公共交通，可以檢測上下公共汽車或地鐵的人數(shù)。

現(xiàn)有的通行人數(shù)檢測方案大多基于視頻監(jiān)控。該方案可以高精度地檢測出通行及人數(shù)，但是視頻技術(shù)受光線影響較大，在弱光、無光或遮擋情況下無法準(zhǔn)確估計人數(shù)，在隱私敏感環(huán)境中也無法部署。因此我們采用基于WiFi的通行及人數(shù)檢測方案，能夠解決在弱光、無光、遮擋環(huán)境中較精確地檢測通行及人數(shù)的問題，同時不存在隱私隱患，且成本低、部署廣泛。

接收信號強度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)是WiFi最常用的測量值，但由于室內(nèi)環(huán)境的復(fù)雜性，WiFi信號存在多徑效應(yīng)，且每條路徑具有不同延遲、衰減和相位，使得作為多條路徑信號疊加的RSSI不穩(wěn)定，用于通行人數(shù)檢測誤差較大。由于正交頻分復(fù)用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技術(shù)和多輸入多輸出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技術(shù)在WiFi中的應(yīng)用，目前已經(jīng)能夠從普通商用WiFi設(shè)備中獲取描述信號中每條子載波信息的信道狀態(tài)信息(Channel StateInformation,CSI)。CSI屬于WiFi物理層特征，能夠抵抗來自頻段的窄頻帶信號的干擾，在靜態(tài)環(huán)境中足夠穩(wěn)定，受多徑效應(yīng)影響小，同時能夠感知環(huán)境中的細(xì)微變化，是一種比RSSI更豐富和細(xì)粒度的WiFi測量信息。因此我們采用基于CSI的通行及人數(shù)檢測方案。

當(dāng)人體通過WiFi覆蓋的通道或出入口時，會經(jīng)歷一個相對于WiFi中心鏈路由遠(yuǎn)及近和由近及遠(yuǎn)的過程，該過程會導(dǎo)致WiFi信號產(chǎn)生多普勒效應(yīng)，申請人在先申請了申請?zhí)枮?01811092425.4申請名稱“一種基于普通商用WiFi設(shè)備的通行及人數(shù)檢測方法”正是利用這種多普勒效應(yīng)進(jìn)行通行檢測和通行人數(shù)統(tǒng)計。該方案采用WiFi CSI作為原始數(shù)據(jù)，從中提取多普勒頻譜，然后基于WiFi多普勒頻譜進(jìn)行通行及人數(shù)檢測，當(dāng)用于非連續(xù)通行時的人數(shù)檢測精度較高，但用于連續(xù)通行時，即通行的人與人之間前后距離較近時，前后人員通行引起的多普勒效應(yīng)會存在相互干擾現(xiàn)象，使得前后人員通行的多普勒頻譜有明顯重疊，進(jìn)而導(dǎo)致無法進(jìn)行有效的通行檢測和人數(shù)統(tǒng)計。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提出一種利用商用WiFi設(shè)備檢測人員連續(xù)通行并統(tǒng)計連續(xù)通行人數(shù)的方法。

本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種基于WiFi多普勒頻移的連續(xù)通行人數(shù)檢測方法，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)；