基于雷达的人体定位及运动状态检测系统

发布时间：2020-08-07 17:03

【摘要】：人体定位及运动状态检测在老人监控、智能家居等方面的应用具有迫切的需求和重要的应用价值。目前已有的解决方法主要基于深度摄像头、红外传感器以及可穿戴设备,摄像头及红外等光学设备缺点是无法有效保护隐私、探测距离较近以及无法探测被遮挡物体,可穿戴设备的缺点是检测对象必须携带相对应的设备才能进行检测。基于雷达的人体定位及运动状态检测相比现有技术,具有可有效保护隐私、远距离探测、可探测被遮挡物体以及被检测人员无需携带设备等优点。本文围绕毫米波雷达的基本原理进行了深入研究,提出了人体定位算法和运动状态检测算法,实现了基于雷达的人体定位及运动状态检测系统。单元测试和系统测试表明,系统达到了98%以上的准确率。本论文的工作主要包括以下几个方面:首先,针对室内探测的特定应用场景,分析了国内外对人体定位和运动状态检测的研究现状,并总结了目前工作的优缺点,设计了基于雷达的人体定位及运动状态检测系统。其次,本文介绍了毫米波雷达的基本理论,研究了CFAR算法和目标凝聚算法,提出了人体定位算法和运动状态检测算法。再次,实现了基于雷达的人体定位及运动状态检测系统。最后,对雷达信号处理算法进行单元仿真,使用雷达实测数据进行测试,验证了人体定位及运动状态监测算法的可行性,并进一步使用系统原型机实地测试,评估系统性能。
【学位授予单位】：哈尔滨工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TN958
【图文】：

图 2-2 雷达前端正面图 图 2-3 雷达前端背面图硬件构成上，该系统可以分为两个模块：雷达前端模块、外接板模块 说明硬件构成。达模块采用 TI 公司最新推出的 IWR1642Boost 雷达前端模块，该雷 根发射天线，4 根接收天线，可以发射 77GHz-81GHz 的 FMCW 信号SP 和 MCU 芯片，方便进行雷达信号处理，而且板载 UART 串口，雷达探测的目标信息[25]。接模块由 STM32 最小系统和 WIFI 模块组成，对雷达输出的目标信理，实现人体定位算法以及运动状态检测算法，并将运算结果实时上，供展示端展示。

图 2-2 雷达前端正面图 图 2-3 雷达前端背面图硬件构成上，该系统可以分为两个模块：雷达前端模块、外接板模块 说明硬件构成。达模块采用 TI 公司最新推出的 IWR1642Boost 雷达前端模块，该雷 根发射天线，4 根接收天线，可以发射 77GHz-81GHz 的 FMCW 信号SP 和 MCU 芯片，方便进行雷达信号处理，而且板载 UART 串口，雷达探测的目标信息[25]。接模块由 STM32 最小系统和 WIFI 模块组成，对雷达输出的目标信理，实现人体定位算法以及运动状态检测算法，并将运算结果实时上，供展示端展示。

图中 ， ， ， 为输入检测单元参考窗前的信号采样值， ， 为输入检测单元参考窗后的信号采样值。X、Y 分别表示前导ding cell）和滞后单元（lagging cell）的杂波强度的估计值，此时判： ： ≥ ：

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本文编号：2784273