[發(fā)明專利]基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010524283.5
• 申請日: 2020-06-10
• 公開（公告）號(hào): CN111753678B
• 公開（公告）日: 2023-02-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王柱;徐偉;於志文;郭斌
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F18/2411
• 分類號(hào): G06F18/2411;G06F18/10
• 代理公司: 西安利澤明知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 61222
• 代理人: 劉偉

1.基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1：將揚(yáng)聲器和麥克風(fēng)綁定在一起構(gòu)成一個(gè)收發(fā)器，采用兩個(gè)收發(fā)器放置在距離地面60cm高的位置，分別部署在正方形室內(nèi)區(qū)域的正交的兩條邊；

步驟2：計(jì)算機(jī)控制兩個(gè)收發(fā)器發(fā)射不同頻段的信號(hào)并接收；

步驟3：對兩個(gè)收發(fā)器采集到的信號(hào)分別進(jìn)行濾波處理；

步驟4：基于濾波后的回波信號(hào)，采用基于子帶譜熵的端點(diǎn)檢測算法提取存在步態(tài)信號(hào)的片段并對信號(hào)進(jìn)行對齊；

步驟5：通過短時(shí)傅里葉變換分析將時(shí)域信號(hào)片段轉(zhuǎn)換到時(shí)頻域并根據(jù)頻譜規(guī)律將感知區(qū)域分為四個(gè)子區(qū)域，分別提取軀干速度確定用戶位置并跟蹤其行走路徑；

步驟6：根據(jù)行走路徑計(jì)算行走方向，按照就近原則選擇靠近用戶的一個(gè)收發(fā)器采集到的速度合成用戶真實(shí)行走速度，分別提取不同的百分位速度以提取細(xì)粒度步態(tài)特征；

步驟7：通過機(jī)器學(xué)習(xí)方法SVM為每個(gè)用戶建立二分類身份識(shí)別模型，識(shí)別不同人的身份；

步驟5中采用濾波和頻譜增強(qiáng)方法，所述濾波和頻譜增強(qiáng)方法包括背景噪聲閾值濾波、高斯平滑濾波，路徑跟蹤方法以基于多普勒效應(yīng)的間接測距方法為基礎(chǔ)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于：步驟2中所述兩個(gè)收發(fā)器發(fā)射超聲波信號(hào)頻率分別為18KHz、20KHz，麥克風(fēng)采集回波信號(hào)的采樣頻率均為48KHz。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于：步驟3所述濾波處理采用的帶通和帶阻濾波器均為巴特沃斯濾波器，帶通濾波器截止頻率分別為17.3KHz、19.3KHz，帶阻濾波器截止頻率分別為17985Hz、18015Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于：步驟4所述基于子帶譜熵的端點(diǎn)檢測算法是以譜熵為閾值，對信號(hào)進(jìn)行分幀，對于每一幀信號(hào)計(jì)算子帶譜熵，如果連續(xù)多幀均低于閾值，將其判定為有效信號(hào)，否則丟棄；然后對兩段信號(hào)補(bǔ)零對齊。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于：步驟6不同百分位速度合成原則為“就近原則”，即選擇靠近用戶的一個(gè)收發(fā)器采集到的速度合成用戶真實(shí)行走速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于超聲波的多設(shè)備協(xié)同步態(tài)感知與身份識(shí)別方法，其特征在于：步驟7所述的SVM算法為二分類SVM，采用每個(gè)人的樣本數(shù)量為100條，人數(shù)為5人。