[發明專利]一種基于信道狀態信息的室內被動動態人體檢測方法

在審

• 申請號: 202010438361.X
• 申請日: 2020-05-22
• 公開（公告）號: CN111631723A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 楊武;呂繼光;苘大鵬;王巍;玄世昌;陳文靜
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/00;G06F17/14;G06K9/62
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明屬于基于信道狀態信息的室內動態人體檢測技術領域，具體涉及一種基于信道狀態信息的室內被動動態人體檢測方法。本發明主要針對室內環境下動態人體的檢測和人體以不同的速度和姿勢進行移動時的檢測準確率。根據人體移動對信道狀態信息中信號頻率的影響，對采集到的數據提取特征。由于發射端與接收端之間的時鐘不同步而造成的載波頻率偏移會對實驗數據中的相位信息造成影響，對相位信息進行校正。其次，通過對頻率信息的變換將微小的變化放大，使其能夠適應微小移動速度對信道狀態信息的影響。經過對接收端信道狀態信息中頻率的變換和處理能夠提高該方法對對室內環境中不同速度和姿勢移動人體的檢測準確率。

技術領域

本發明屬于基于信道狀態信息的室內動態人體檢測技術領域，具體涉及一種基于信道狀態信息的室內被動動態人體檢測方法。

背景技術

基于信道狀態信息的室內被動動態人體的檢測方法能夠很好應對各種情況下移動人體的檢測。室內動態人體存在一定的速度和肢體擺動，相比較靜態人體，動態人體能夠產生更大的CSI波動和更豐富的信息。針對室內動態人體的檢測，當人體的運動速度以及姿勢發生改變時，無線信號在室內的傳播將會受到影響。利用信道狀態信息子載波的頻率信息變化進行研究，由于正交頻分復用技術將信道狀態信息轉換成更豐富、維度更高的子載波形式，可以從中提取關于人體運動的更豐富的信息。在對人體運動狀態的刻畫上，當人體以不同姿勢和速度進行移動時，產生的信道狀態信息波動不同，但是其結果都能夠反映出人體是否運動。通過對人體移動的刻畫，忽略其局部的動作對信道狀態信息的影響，提取人體運動對多普勒頻移的結果，將人體的速度信息轉變成多普勒頻移信息進行判斷。相比使用全部的子載波信息進行判斷，通過提取主要信息，更夠大大的減少不相關數據量。最終實現室內動態人體的檢測。

發明內容

本發明的目的在于提供針對室內存在的移動人體進行檢測的一種基于信道狀態信息的室內被動動態人體檢測方法。

本發明的目的通過如下技術方案來實現：包括以下步驟：

步驟1：布置發射機和接收機，接收機獲取一段時間內的信道狀態信息；

步驟2：對獲取的信道狀態信息進行預處理，提取相位振幅進行校正，獲取真實的相位振幅信息；

步驟3：通過快速傅里葉變換計算由于人體移動產生的微小頻率變化；根據多普勒頻移所確定的頻率閾值，篩選出信道狀態信息中符合范圍的頻率變化區間；提取頻率變化的最大值、最小值和中值作為特征值組成特征向量；

當人體以一定的速度靠近接收機時，接收機接收到的信號頻率將會升高；當人體以一定的速度遠離接收機時，接收機接收的信號頻率將會下降；多普勒頻移與移動源的速度和信號可用公式表示：

其中，f為信號頻率；c為電磁波的傳播速度；v為人體移動的速度；θ為人體與接收機和發射機之間的夾角；

步驟4：將提取得到的特征向量劃分為訓練集和測試集；使用訓練集訓練高斯混合模型，得到分類器；將測試集輸入到分類器中得到分類結果。

本發明的有益效果在于：

本發明主要針對室內環境下動態人體的檢測和人體以不同的速度和姿勢進行移動時的檢測準確率。根據人體移動對信道狀態信息中信號頻率的影響，對采集到的數據提取特征。由于發射端與接收端之間的時鐘不同步而造成的載波頻率偏移會對實驗數據中的相位信息造成影響，對相位信息進行校正。其次，通過對頻率信息的變換將微小的變化放大，使其能夠適應微小移動速度對信道狀態信息的影響。經過對接收端信道狀態信息中頻率的變換和處理能夠提高該方法對對室內環境中不同速度和姿勢移動人體的檢測準確率。

附圖說明

圖1是本發明的總體流程圖。

圖2是本發明實施例中室內人體相對接收機和發射機的位置示意圖。