本文關(guān)鍵詞：基于熱釋電紅外探測器的人體方位及動(dòng)作形態(tài)檢測系統(tǒng)設(shè)計(jì)，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：人體檢測是目前科研工作者研究的熱門方向之一,不管在國防軍事領(lǐng)域、還是在城市安防等與廣大民眾息息相關(guān)的生產(chǎn)生活中,都有著重要的研究價(jià)值和廣泛的應(yīng)用前景。熱釋電紅外(PIR,Passive Infrared)探測器,因其靈敏度高、功耗低、性能穩(wěn)定、成本低廉等優(yōu)勢,被廣泛應(yīng)用于自動(dòng)入侵、人體特征識(shí)別、方位檢測等領(lǐng)域,本文在研究了前人相關(guān)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上,通過硬件設(shè)計(jì)搭建實(shí)驗(yàn)平臺(tái)進(jìn)行了大量的數(shù)據(jù)采集和分析,通過時(shí)域及頻域算法設(shè)計(jì),確定了最終方案,成功實(shí)現(xiàn)了運(yùn)動(dòng)人體定位和簡單運(yùn)動(dòng)形態(tài)檢測。從定位精度、定位范圍、穩(wěn)定性、功耗、成本等多方面因素考慮,熱釋電PIR探測器是實(shí)現(xiàn)人體定位最合適的傳感器之一。設(shè)計(jì)中,通過光學(xué)透鏡調(diào)制和加外部結(jié)構(gòu)的方式,減小傳感器的感應(yīng)視場,以提高傳感器感應(yīng)的方向性,增強(qiáng)聚光能力,以拉長傳感器的探測距離,完成了大范圍定位。搭建了實(shí)驗(yàn)平臺(tái),對(duì)熱釋電PIR探測器感應(yīng)的不同人體動(dòng)作的信號(hào)進(jìn)行了時(shí)域和頻域上的特征提取,通過仿真和實(shí)驗(yàn),分析了實(shí)現(xiàn)走、跑、跳、蹲四個(gè)動(dòng)作識(shí)別的可行性,設(shè)計(jì)了濾波和動(dòng)作識(shí)別算法,以從踏步過程中跳躍動(dòng)作的提取和計(jì)步為例,進(jìn)行了算法驗(yàn)證。并通過改變安裝高度、實(shí)驗(yàn)者距離、走路姿勢等參數(shù)和實(shí)驗(yàn)條件,研究外部條件對(duì)感應(yīng)結(jié)果的影響。通過設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證了紅外感應(yīng)單元的最遠(yuǎn)探測距離可以達(dá)到45m,并且得出了紅外感應(yīng)單元的感應(yīng)視場范圍圖。通過戶外實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證人體目標(biāo)的方位及動(dòng)作形態(tài)的檢測。已有的熱釋電PIR探測器人體檢測系統(tǒng)都是只能實(shí)現(xiàn)目標(biāo)定位,或是只能對(duì)運(yùn)動(dòng)形態(tài)進(jìn)行2-3m范圍內(nèi)的檢測,本設(shè)計(jì)不僅實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)距離人體目標(biāo)定位,而且同時(shí)實(shí)現(xiàn)了對(duì)12m范圍內(nèi)目標(biāo)的簡單動(dòng)作檢測。設(shè)計(jì)穩(wěn)定性高,功耗低,且抗干擾能力強(qiáng),具有重要的理論意義和使用價(jià)值。
【關(guān)鍵詞】：熱釋電PIR探測器 人體定位 運(yùn)動(dòng)形態(tài)檢測 信號(hào)采集處理
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TP391.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-18
• 1.1 課題研究背景及意義9-11
• 1.2 人體檢測典型方法概述11-12
• 1.3 熱釋電PIR探測器用于人體檢測的研究現(xiàn)狀12-16
• 1.3.1 利用熱釋電PIR探測器進(jìn)行人體自動(dòng)檢測12-14
• 1.3.2 利用熱釋電PIR探測器進(jìn)行人體特征識(shí)別14
• 1.3.3 利用熱釋電PIR探測器進(jìn)行人體定位14-16
• 1.4 本文工作及安排16-18
• 2 熱釋電PIR探測器原理及實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)18-24
• 2.1 紅外輻射原理及紅外探測器18-20
• 2.2 熱釋電PIR探測器原理及特性20-21
• 2.3 實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)21-23
• 2.4 本章小結(jié)23-24
• 3 紅外感應(yīng)單元設(shè)計(jì)及可行性分析實(shí)驗(yàn)24-38
• 3.1 紅外感應(yīng)單元設(shè)計(jì)24-30
• 3.1.1 熱釋電傳感器及透鏡選擇24-29
• 3.1.2 外部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)29-30
• 3.2 模擬信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)30-34
• 3.2.1 傳感器輸出信號(hào)實(shí)驗(yàn)30-33
• 3.2.2 信號(hào)調(diào)理電路設(shè)計(jì)33-34
• 3.3 方案可行性分析34-37
• 3.4 本章小結(jié)37-38
• 4 人體動(dòng)作形態(tài)信號(hào)分析38-54
• 4.1 數(shù)字信號(hào)處理模塊設(shè)計(jì)38-41
• 4.1.1 AD采集電路設(shè)計(jì)38-39
• 4.1.2 USB接口電路設(shè)計(jì)39-41
• 4.2 參數(shù)變化信號(hào)采集實(shí)驗(yàn)41-47
• 4.2.1 探測高度探測距離對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響41-45
• 4.2.2 身體不同部位對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的影響45-47
• 4.2.3 運(yùn)動(dòng)方向?qū)?shí)驗(yàn)結(jié)果的影響47
• 4.3 信號(hào)處理及動(dòng)作識(shí)別算法介紹47-53
• 4.3.1 時(shí)域分析47-51
• 4.3.2 頻域分析51-53
• 4.4 本章小結(jié)53-54
• 5 定位算法設(shè)計(jì)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證54-63
• 5.1 紅外感應(yīng)單元最遠(yuǎn)距離測試實(shí)驗(yàn)54-55
• 5.2 紅外感應(yīng)單元探測方向性實(shí)驗(yàn)55-58
• 5.3 人體方位檢測算法設(shè)計(jì)58-60
• 5.4 兩個(gè)紅外感應(yīng)單元定位實(shí)驗(yàn)及誤差分析60-62
• 5.5 本章總結(jié)62-63
• 6 總結(jié)與展望63-65
• 6.1 本文主要工作總結(jié)63-64
• 6.2 未來工作的展望64-65
• 參考文獻(xiàn)65-69
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文及所取得的研究成果69-70
• 致謝70-71

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