遮蔽场景穿墙雷达人体行为识别方法研究

发布时间：2024-03-25 00:18

　　穿墙雷达通过发射可穿透非金属墙体的电磁波获取遮蔽人体目标的行为信息,利用信号处理和特征变换,提取并分析不同行为的特征差异,实现人体行为识别,可以时刻感知遮蔽空间目标状态,为医疗监护、灾害救援和战术决策等提供技术支持。但是,穿墙雷达分辨率有限,获取的人体行为特征容易产生混叠,同时由于墙体的复杂影响以及人体行为的时空多变性,如何有效地实现穿墙雷达人体行为稳健序列识别,是一个具有挑战性的难题。本文围绕上述关于穿墙雷达人体行为序列识别难题开展了穿墙雷达人体行为回波建模和预处理、人体行为稳健序列识别方法、穿墙雷达多任务序列识别方法等研究工作,并利用实测数据进行验证。主要工作如下:1、研究了雷达人体行为回波建模以及信号预处理和特征提取方法。基于视觉行为捕捉数据,对人体进行仿真建模并对穿墙雷达人体行为回波进行仿真,设计合理的数据处理方法并通过时频分析和频点融合等方式提取人体行为多域特征,实现了有效的墙体遮蔽人体行为特征表征。2、研究了基于CEEMDAN和多频融合的人体行为时频分析方法,通过对多个单频点数据进行模态分解和频谱融合,有效避免了传统STFT分析方法的时频分辨局限性,实现了较高分辨率的人体行...

【文章页数】：83 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1穿墙人体探测场景

穿墙人体探测场景示意图如图2-1所示,在穿墙人体行为数据采集模型中,将人体散射表面简化地等效划分为Q个强散射中心点,每个散射中心点的后向散射系数为aq,雷达接收到的每个散射中心点回波对应的延迟时间为τq,那么人体目标第m个散射中心点的后向散射回波可以表示为:将Q个散射中心点的后向....

图2-2简化的人体骨骼模型。(a)真实标记;(b)简化的骨架结构

本文采用卡内基梅隆大学开源的动作捕捉数据库MoCap数据库[53]。该实验室采用12台Vicon红外MX-40相机,对房间正中心3×8m2的矩形区域中的人体目标进行每秒120帧的400万像素的记录。根据Vicon骨架模板,人体目标被简化为由28个骨骼和31个关节点组成的骨骼模型....

图2-3骨骼节点及其所在坐标系的关联示意图

图2-2简化的人体骨骼模型。(a)真实标记;(b)简化的骨架结构MoCap数据集中包含了被测目标的31个骨骼的详细初始参数,包括骨骼长度、骨骼方向和骨骼之间的层级关系,同时还记录了运动过程中各个骨骼和关节点的运动状态。利用骨骼参数,可以近似地对目标人体进行建模;利用完整的MoCa....

图2-4人体任一骨骼节点全局坐标提取流程图

人体任一骨骼节点的空间坐标提取流程如图2-4所示。任意节点空间坐标提取具体步骤如下所示:步骤1:首先利用骨骼长度和骨骼角度计算该节点在其所在的局部坐标系中的初始局部坐标,然后,利用局部坐标系相对于全局坐标系的旋转角度,对坐标进行反向旋转,得到在初始参数下局部坐标系下的静态局部坐标....

本文编号：3938246