[發(fā)明專利]一種基于雙毫米波雷達(dá)的船舶環(huán)境下步態(tài)識別方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202310721908.0
• 申請日: 2023-06-19
• 公開（公告）號: CN116453227B
• 公開（公告）日: 2023-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 楊星;李昂;劉克中;曾旭明;陳默子;鄭凱;龔大內(nèi);舒斯坦
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: G06V40/20
• 分類號: G06V40/20;G06V10/30;G06V10/762;G06V10/82;G06N3/0442;G06N3/0464;G01S7/41;G01S7/02;A61B5/11;A61B5/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王丹

本發(fā)明公開了一種基于雙毫米波雷達(dá)的船舶環(huán)境下步態(tài)識別方法，包括以下步驟，S1、設(shè)置第一毫米波雷達(dá)與第二毫米波雷達(dá)，使第一毫米波雷達(dá)檢測人的上肢特征，第二毫米波雷達(dá)檢測人的下肢特征，并且第一毫米波雷達(dá)與第二毫米波雷達(dá)的檢測范圍不重疊；S2、對第一毫米波雷達(dá)與第二毫米波雷達(dá)的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到對上肢的3D點(diǎn)云特征圖、上肢的速度?時(shí)間特征圖、下肢的速度?時(shí)間特征圖、下肢的節(jié)奏頻率?速度特征圖；S3、對S2所得的各特征圖降噪后，輸入mmGRnet網(wǎng)絡(luò)，mmGRnet網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算后輸出步態(tài)類型。該方法實(shí)現(xiàn)了在船舶復(fù)雜的檢測環(huán)境下，對人員步態(tài)特征的準(zhǔn)確識別。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及人員特征識別技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于雙毫米波雷達(dá)的船舶環(huán)境下步態(tài)識別方法。

背景技術(shù)

船舶作為一種重要的水上交通運(yùn)輸工具，其自身安全保障和信息的捕獲受到越來越多的關(guān)注，人們積極利用各種各樣的手段提高船舶自身信息精細(xì)化程度，通過一系列方法來完善船舶的各個(gè)方面，但是艙室眾多、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、金屬干擾嚴(yán)重的船載環(huán)境給步態(tài)信息檢測手段帶來了一系列困境和約束。

現(xiàn)有步態(tài)識別分類方法，通常先由監(jiān)控?cái)z像頭采集人的步態(tài)，通過檢測與跟蹤獲得步態(tài)的視頻序列，經(jīng)過預(yù)處理分析提取該人的步態(tài)特征，但是這種識別方法需要在光線良好且無視野遮擋的情況下進(jìn)行而且識別精度有限，在特殊情況下容易被模仿，在惡劣條件下可能無法識別或者識別效率較低，不能做到快速多用戶識別。同時(shí)，用攝像機(jī)識別還會(huì)涉及到個(gè)人隱私問題。因此，在能使用毫米波雷達(dá)解決問題的情況下，應(yīng)該是優(yōu)先選擇毫米波雷達(dá)，既不會(huì)收到天氣、光線或者惡劣情況的影響，也不會(huì)侵犯個(gè)人隱私。然而現(xiàn)有的使用毫米波雷達(dá)進(jìn)行步態(tài)識別的方法，大多數(shù)是基于正常步態(tài)下的識別，當(dāng)目標(biāo)對象在其他步態(tài)下時(shí)無法做出正確識別。

綜上所述，盡管目前一些步態(tài)識別分類技術(shù)比較成熟，但是較為復(fù)雜的船載環(huán)境對這些技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了極大的約束作用。在使用單毫米波雷達(dá)檢測步態(tài)時(shí)，單毫米波雷達(dá)的視野有限而且船舶在航行中存在船體震動(dòng)、艙壁金屬干擾等場景，這些因素會(huì)導(dǎo)致檢測精度，特征獲取不全等問題。使用雙毫米波雷達(dá)正常放置的情況下，雷達(dá)獲取的信號也會(huì)產(chǎn)生混疊，上雷達(dá)同樣會(huì)探測到下肢的特征，下雷達(dá)也會(huì)探測到上肢的特征。因此，基于船載環(huán)境下的步態(tài)識別分類仍然沒有較全面、系統(tǒng)化、特征較為純凈的方法。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙毫米波雷達(dá)的船舶環(huán)境下步態(tài)識別方法，以實(shí)現(xiàn)在船舶復(fù)雜的檢測環(huán)境下，對人員步態(tài)特征的準(zhǔn)確識別。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種技術(shù)方案：一種基于雙毫米波雷達(dá)的船舶環(huán)境下步態(tài)識別方法，包括以下步驟，

S1、在船艙的人員檢測區(qū)域設(shè)置第一毫米波雷達(dá)與第二毫米波雷達(dá)，使第一毫米波雷達(dá)檢測被測目標(biāo)在船載環(huán)境下的上肢特征，第二毫米波雷達(dá)檢測被測目標(biāo)在船載環(huán)境下的下肢特征，并且第一毫米波雷達(dá)與第二毫米波雷達(dá)的檢測范圍不重疊；

S2、對第一毫米波雷達(dá)的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云預(yù)處理，獲得上肢的3D點(diǎn)云特征圖，對第一毫米波雷達(dá)和第二毫米波雷達(dá)的探測數(shù)據(jù)進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換分別得到上肢的速度-時(shí)間特征圖和下肢的速度-時(shí)間特征圖，對下肢的速度-時(shí)間特征圖再進(jìn)行快速傅里葉變換得到下肢的節(jié)奏頻率-速度特征圖；

S3、根據(jù)設(shè)定的步態(tài)類目建立mmGRnet網(wǎng)絡(luò)；對上肢的3D點(diǎn)云特征圖、上肢的速度-時(shí)間特征圖、下肢的速度-時(shí)間特征圖、下肢的節(jié)奏頻率-速度特征圖降噪后，輸入mmGRnet網(wǎng)絡(luò)，mmGRnet網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算后輸出被測目標(biāo)的步態(tài)類型；其中mmGRnet網(wǎng)絡(luò)包括輸入層、卷積層、LSTM層以及全連接層；