發(fā)布時(shí)間：2022-01-04 01:37

　　無(wú)載波超寬帶雷達(dá)人體動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)的關(guān)鍵優(yōu)勢(shì)在于無(wú)載波超寬帶雷達(dá)具有極高的分辨率,能夠捕獲人體的細(xì)微動(dòng)作變化,并且對(duì)于室內(nèi)復(fù)雜環(huán)境具有很強(qiáng)的抗干擾能力。但是由于無(wú)載波超寬帶雷達(dá)信號(hào)不含載波信息,本身能量集中于極窄的波形內(nèi),并且發(fā)射信號(hào)與回波相關(guān)性弱,因此傳統(tǒng)的提取信號(hào)特征的方法不再適用。針對(duì)這一問題,首次搭建無(wú)載波超寬帶雷達(dá)人體動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng),并提出一種新穎的基于主成分分析法（PCA）和離散余弦變換（DCT）相結(jié)合的無(wú)載波超寬帶雷達(dá)人體動(dòng)作識(shí)別方法,同時(shí)利用改進(jìn)的網(wǎng)格搜索算法優(yōu)化支持向量機(jī)的參數(shù)并驗(yàn)證該方法的優(yōu)越性。最后,基于實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)在Matlab平臺(tái)上進(jìn)行仿真,對(duì)實(shí)測(cè)的10種不同類型的人體動(dòng)作進(jìn)行分類識(shí)別,實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,該方法具有很高的識(shí)別率,針對(duì)不同的方案識(shí)別率均能達(dá)到99%以上,對(duì)小訓(xùn)練樣本具有很強(qiáng)的魯棒性。 

【文章來(lái)源】：雷達(dá)科學(xué)與技術(shù). 2019,17(03)北大核心

【文章頁(yè)數(shù)】：9 頁(yè)

【部分圖文】：

圖１無(wú)載波超寬帶雷達(dá)人體動(dòng)作識(shí)別系統(tǒng)

圖２基于ＰＣＡ和ＤＣＴ相結(jié)合的人體動(dòng)作識(shí)別整體流程圖２０實(shí)驗(yàn)測(cè)量設(shè)備如圖３所示，表１描述了本文實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)使用的雷達(dá)參數(shù)。表１實(shí)驗(yàn)雷達(dá)參數(shù)表參數(shù)名稱參數(shù)值中心頻率４００ＭＨｚ時(shí)間窗２０ｎｓ掃描的采樣點(diǎn)數(shù)５１２點(diǎn)／秒分辨率１６ｂｉｔ掃描頻率５０Ｈｚ發(fā)射重復(fù)率１０００００圖３ＳＩＲ－２０探地雷達(dá)本文實(shí)驗(yàn)測(cè)量是在桂林電子科技大學(xué)圖書館５１３室內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)擺放了少量的桌椅。實(shí)驗(yàn)總共采集了１０種典型的人體動(dòng)作接收信號(hào)，主要包含：（ａ）向前走；（ｂ）向后走；（ｃ）向前跑；（ｄ）向后跑；（ｅ）向前摔倒；（ｆ）向后摔倒；（ｇ）原地走動(dòng)；（ｈ）上下跳動(dòng)；（ｉ）向前跳；（ｊ）向后跳。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集中，ＳＩＲ－２０實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用收發(fā)一體天線，收發(fā)天線放置在距離地面１ｍ處的桌子上，參與數(shù)據(jù)采集的是同門，身高約為１７２ｃｍ，體重約為６５ｋｇ，面向雷達(dá)天線，距離天線２ｍ左右。實(shí)驗(yàn)中每個(gè)動(dòng)作重復(fù)做２０次作為１組，每組動(dòng)作收集數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間大概是１２０ｓ。從（ａ）～（ｊ）的實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景如圖４所示，每種動(dòng)作的具體要求如表２所示，實(shí)驗(yàn)采集的原始數(shù)據(jù)如圖５所示。圖４１０種不同類型人體動(dòng)作實(shí)測(cè)場(chǎng)景（從左到右、從上至下依次為動(dòng)作（ａ）～（ｊ））表２具體人體動(dòng)作描述序號(hào)動(dòng)作類別具體動(dòng)作要求描述（ａ）向前走兩只手周期交替擺動(dòng)，并面向雷達(dá)緩慢向天線方向走去（ｂ）向后走兩只手周期交替擺動(dòng)，起點(diǎn)靠近天線位置，并緩慢向后走動(dòng)，慢慢遠(yuǎn)離天線（ｃ）向前跑兩只手周期交替擺動(dòng)，并面向雷達(dá)向天線方向跑去（ｄ）向后跑兩只手周期交替擺動(dòng)，起點(diǎn)靠近天線位置，并向后跑動(dòng)，

圖２基于ＰＣＡ和ＤＣＴ相結(jié)合的人體動(dòng)作識(shí)別整體流程圖２０實(shí)驗(yàn)測(cè)量設(shè)備如圖３所示，表１描述了本文實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)使用的雷達(dá)參數(shù)。表１實(shí)驗(yàn)雷達(dá)參數(shù)表參數(shù)名稱參數(shù)值中心頻率４００ＭＨｚ時(shí)間窗２０ｎｓ掃描的采樣點(diǎn)數(shù)５１２點(diǎn)／秒分辨率１６ｂｉｔ掃描頻率５０Ｈｚ發(fā)射重復(fù)率１０００００圖３ＳＩＲ－２０探地雷達(dá)本文實(shí)驗(yàn)測(cè)量是在桂林電子科技大學(xué)圖書館５１３室內(nèi)進(jìn)行，室內(nèi)擺放了少量的桌椅。實(shí)驗(yàn)總共采集了１０種典型的人體動(dòng)作接收信號(hào)，主要包含：（ａ）向前走；（ｂ）向后走；（ｃ）向前跑；（ｄ）向后跑；（ｅ）向前摔倒；（ｆ）向后摔倒；（ｇ）原地走動(dòng)；（ｈ）上下跳動(dòng)；（ｉ）向前跳；（ｊ）向后跳。在實(shí)際的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)采集中，ＳＩＲ－２０實(shí)驗(yàn)設(shè)備采用收發(fā)一體天線，收發(fā)天線放置在距離地面１ｍ處的桌子上，參與數(shù)據(jù)采集的是同門，身高約為１７２ｃｍ，體重約為６５ｋｇ，面向雷達(dá)天線，距離天線２ｍ左右。實(shí)驗(yàn)中每個(gè)動(dòng)作重復(fù)做２０次作為１組，每組動(dòng)作收集數(shù)據(jù)的持續(xù)時(shí)間大概是１２０ｓ。從（ａ）～（ｊ）的實(shí)際測(cè)試場(chǎng)景如圖４所示，每種動(dòng)作的具體要求如表２所示，實(shí)驗(yàn)采集的原始數(shù)據(jù)如圖５所示。圖４１０種不同類型人體動(dòng)作實(shí)測(cè)場(chǎng)景（從左到右、從上至下依次為動(dòng)作（ａ）～（ｊ））表２具體人體動(dòng)作描述序號(hào)動(dòng)作類別具體動(dòng)作要求描述（ａ）向前走兩只手周期交替擺動(dòng)，并面向雷達(dá)緩慢向天線方向走去（ｂ）向后走兩只手周期交替擺動(dòng)，起點(diǎn)靠近天線位置，并緩慢向后走動(dòng)，慢慢遠(yuǎn)離天線（ｃ）向前跑兩只手周期交替擺動(dòng)，并面向雷達(dá)向天線方向跑去（ｄ）向后跑兩只手周期交替擺動(dòng)，起點(diǎn)靠近天線位置，并向后跑動(dòng)，

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3567386