無載波超寬帶雷達人體動作識別系統的關鍵優(yōu)勢在于無載波超寬帶雷達具有極高的分辨率,能夠捕獲人體的細微動作變化,并且對于室內復雜環(huán)境具有很強的抗干擾能力。但是由于無載波超寬帶雷達信號不含載波信息,本身能量集中于極窄的波形內,并且發(fā)射信號與回波相關性弱,因此傳統的提取信號特征的方法不再適用。針對這一問題,首次搭建無載波超寬帶雷達人體動作識別系統,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）相結合的無載波超寬帶雷達人體動作識別方法,同時利用改進的網格搜索算法優(yōu)化支持向量機的參數并驗證該方法的優(yōu)越性。最后,基于實測數據在Matlab平臺上進行仿真,對實測的10種不同類型的人體動作進行分類識別,實驗結果顯示,該方法具有很高的識別率,針對不同的方案識別率均能達到99%以上,對小訓練樣本具有很強的魯棒性。 

【文章來源】：雷達科學與技術. 2019,17(03)北大核心

【文章頁數】：9 頁

【部分圖文】：

圖１無載波超寬帶雷達人體動作識別系統

圖２基于ＰＣＡ和ＤＣＴ相結合的人體動作識別整體流程圖２０實驗測量設備如圖３所示，表１描述了本文實測數據使用的雷達參數。表１實驗雷達參數表參數名稱參數值中心頻率４００ＭＨｚ時間窗２０ｎｓ掃描的采樣點數５１２點／秒分辨率１６ｂｉｔ掃描頻率５０Ｈｚ發(fā)射重復率１０００００圖３ＳＩＲ－２０探地雷達本文實驗測量是在桂林電子科技大學圖書館５１３室內進行，室內擺放了少量的桌椅。實驗總共采集了１０種典型的人體動作接收信號，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；（ｈ）上下跳動；（ｉ）向前跳；（ｊ）向后跳。在實際的實驗數據采集中，ＳＩＲ－２０實驗設備采用收發(fā)一體天線，收發(fā)天線放置在距離地面１ｍ處的桌子上，參與數據采集的是同門，身高約為１７２ｃｍ，體重約為６５ｋｇ，面向雷達天線，距離天線２ｍ左右。實驗中每個動作重復做２０次作為１組，每組動作收集數據的持續(xù)時間大概是１２０ｓ。從（ａ）～（ｊ）的實際測試場景如圖４所示，每種動作的具體要求如表２所示，實驗采集的原始數據如圖５所示。圖４１０種不同類型人體動作實測場景（從左到右、從上至下依次為動作（ａ）～（ｊ））表２具體人體動作描述序號動作類別具體動作要求描述（ａ）向前走兩只手周期交替擺動，并面向雷達緩慢向天線方向走去（ｂ）向后走兩只手周期交替擺動，起點靠近天線位置，并緩慢向后走動，慢慢遠離天線（ｃ）向前跑兩只手周期交替擺動，并面向雷達向天線方向跑去（ｄ）向后跑兩只手周期交替擺動，起點靠近天線位置，并向后跑動，

圖２基于ＰＣＡ和ＤＣＴ相結合的人體動作識別整體流程圖２０實驗測量設備如圖３所示，表１描述了本文實測數據使用的雷達參數。表１實驗雷達參數表參數名稱參數值中心頻率４００ＭＨｚ時間窗２０ｎｓ掃描的采樣點數５１２點／秒分辨率１６ｂｉｔ掃描頻率５０Ｈｚ發(fā)射重復率１０００００圖３ＳＩＲ－２０探地雷達本文實驗測量是在桂林電子科技大學圖書館５１３室內進行，室內擺放了少量的桌椅。實驗總共采集了１０種典型的人體動作接收信號，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；（ｈ）上下跳動；（ｉ）向前跳；（ｊ）向后跳。在實際的實驗數據采集中，ＳＩＲ－２０實驗設備采用收發(fā)一體天線，收發(fā)天線放置在距離地面１ｍ處的桌子上，參與數據采集的是同門，身高約為１７２ｃｍ，體重約為６５ｋｇ，面向雷達天線，距離天線２ｍ左右。實驗中每個動作重復做２０次作為１組，每組動作收集數據的持續(xù)時間大概是１２０ｓ。從（ａ）～（ｊ）的實際測試場景如圖４所示，每種動作的具體要求如表２所示，實驗采集的原始數據如圖５所示。圖４１０種不同類型人體動作實測場景（從左到右、從上至下依次為動作（ａ）～（ｊ））表２具體人體動作描述序號動作類別具體動作要求描述（ａ）向前走兩只手周期交替擺動，并面向雷達緩慢向天線方向走去（ｂ）向后走兩只手周期交替擺動，起點靠近天線位置，并緩慢向后走動，慢慢遠離天線（ｃ）向前跑兩只手周期交替擺動，并面向雷達向天線方向跑去（ｄ）向后跑兩只手周期交替擺動，起點靠近天線位置，并向后跑動，

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3567386