基于微波的人员行为检测方法与装置.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN106646457A(43)申请公布日2017.05.10(21)申请号201610952273.5(22)申请日2016.11.02(71)申请人南京慧尔视智能科技有限公司地址211100江苏省南京市江宁经济技术开发区苏源大道19号(72)发明人张德锋姜荣军王鹏立(74)专利代理机构北京联瑞联丰知识产权代理事务所(普通合伙)11411代理人黄冠华(51)Int.Cl.G01S13/88(2006.01)G01S7/41(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图10页(54)发明名称基于微波的人员行为检测方法与装置(57)摘要本发明公开了一种基于微波的人员行为检测方法与装置，所述装置包括电源模块、球机跟踪抓拍模块、收发天线模块、前端预处理模块、数据采集模块、信号处理模块、显示模块，所述方法是利用该装置在大检测区域内的进行全天候、高精确度、无检测盲区、低误报率以及生产和维护成本低的人员行为检测。本发明能够在大检测区域内利用人体运动数学模型与雷达位置的相对关系推算人体行走的雷达回波，对人体运动特征进行提取，有效快速的进行单人分辩，多人运动分辩，快速检测出异常目标的运动状态，提醒相关人员注意。CN106646457ACN106646457A权利要求书1/2页1.一种基于微波的人员行为检测方法，其特征在于，包括以下步骤：第一步：雷达对检测区域进行扫描，打开装置，雷达的天线波束对检测区域内进行扫描；第二步：信号预处理，雷达对回波信号进行零差拍混频并进行FFT处理，去除回波中杂波就可以得到目标的运动信息；第三步：回波信号分析，利用椭圆体对人体进行建模，将人体的运动学参数输入到模型中计算人体目标的RCS值，从混乱的雷达回波中提取人体的多普勒特征，对其进行傅立叶变换，有效分辩出某一特定目标参数；第四步：根据差频率值计算出各散射中心点的径向速度与径向距离，得出各目标的RCS值和时频图分析；第五步：，建立坐标系，以雷达为中心点建立坐标系，坐标系的建立如图13所示；第六步：将各目标的径向速度和径向距离转换为坐标系中的点，根据各目标的RCS值和时频分析判断人员行为；第七步：，跟踪各目标轨迹并进行重建，对检测区域内个离散点目标进行跟踪处理；第八步：计算相关目标异常参数，根据对各个跟踪目标进行相关异常参数设置，并传输给后台异常信息；第九步：对各个异常参数信息进行上报，进行触发报警。2.根据权利要求1所述的一种应用于城市交通的防撞雷达预警方法，其特征在于，在所述第四步中，根据差频率值计算出各散射中心点的径向速度与径向距离、得出各目标的RCS值和时频图分析如下：用微波波束调制的方式，采用对称三角波调制，发射信号的频率为对称三角波调制，发射信号幅度不变，在一个周期T内，信号的频率为：因此，在一个周期内，发射信号的上下扫频段可表示为：其中，A为信号幅度，信号幅度表示回波的能量值；f0为信号有效中心频率；ΔF为信号有效带宽；u＝2ΔF/T为调频系数；T为三角波周期；ψ0为初始相位。在有效的信号周期内，信号回波为：其中，ΔT＝2R/C；R为目标距离；C为光速；在有效信号周期内-(T/2-ΔT)≤t＜0&ΔT≤t＜T/2内，将公式2和公式3的瞬时相位相减，可得到发射信号与回波信号混频所得的差频信号的瞬时相位为：2CN106646457A权利要求书2/2页对公式4求导即可得到差频信号频率为：由公式5可以知道，目标的距离和差频信号频率成正比，因此只要测得输出中频信号的频率，就可以计算出目标的距离；以上为目标静止的情况，若目标以速度为v沿着雷达波束径向运动，将会使雷达回波增加多普勒频移fd，该多普勒频移使得回波的频率-时间曲线升高或降低，从而导致一部分差频上增加了一个多普勒频移，另一部分差频上减少了一个多普勒频移。3.根据权利要求1-2中任一项所述的基于微波的人员行为检测方法设计的一种基于微波的人员行为检测装置，其特征在于：所述装置包括电源模块、球机跟踪抓拍模块、收发天线模块、前端预处理模块、数据采集模块、信号处理模块、显示模块，所述电源模块分别与所述球机跟踪抓拍模块、所述收发天线模块、所述前端预处理模块、所述数据采集模块、所述信号处理模块、所述显示模块连接并提供相应的电源；所述前端预处理模块与所述收发天线模块相连接，所述前端预处理模块对所述收发天线模块的信号进行预处理；所述数据采集模块与所述前端预处理模块相连接，所述数据采集模块对经过所述前端预处理模块处理后的信号进行转换、收集；所述信号处理模块与所述数据采集模块、所述显示模块相连接。4.根据权利要求3所述的一种基于微波的人员行为检测装置，其特征在于：所述电源模块采用输出电压的方式实现系统供电，所述电源模块的核心芯片选用TPS767D301。