隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展,計(jì)算模式正在從以機(jī)器為中心朝著以人為中心轉(zhuǎn)變。其未來(lái)發(fā)展方向是讓人成為計(jì)算環(huán)節(jié)的一部分,從而實(shí)現(xiàn)高層次人機(jī)交互,那么對(duì)人體動(dòng)作的識(shí)別和理解是必不可少的技術(shù)支撐。傳統(tǒng)的人體動(dòng)作識(shí)別方法有計(jì)算機(jī)視覺(jué)技術(shù)、紅外線技術(shù)、專用傳感器技術(shù)等。這些傳統(tǒng)方法都有各自的不足,計(jì)算機(jī)視覺(jué)容易受到光線以及障礙物的影響,紅外線感知范圍有限且需要昂貴的設(shè)備,專用傳感器安裝和攜帶不便且造價(jià)昂貴。近年來(lái),隨著WiFi熱點(diǎn)的普及以及WiFi在感知領(lǐng)域的廣泛運(yùn)用,基于WiFi信號(hào)的人體動(dòng)作識(shí)別技術(shù)引起了人們的廣泛關(guān)注。WiFi信號(hào)的信道狀態(tài)信息（Channel Status Information,CSI）作為物理層的信息,具有良好的多徑分辨能力,可以進(jìn)行細(xì)粒度的環(huán)境感知。本文利用CSI進(jìn)行人體動(dòng)作識(shí)別方法的研究,主要工作如下:首先,本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于WiFi信號(hào)的室內(nèi)動(dòng)作實(shí)時(shí)識(shí)別系統(tǒng)。本系統(tǒng)包含信號(hào)采集、數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳輸、數(shù)據(jù)預(yù)處理、動(dòng)作區(qū)間截取以及動(dòng)作識(shí)別五個(gè)環(huán)節(jié),能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)室內(nèi)單人動(dòng)作進(jìn)行分類識(shí)別。并對(duì)系統(tǒng)的識(shí)別延遲和識(shí)別準(zhǔn)確率進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn),權(quán)衡兩者之間的關(guān)系以取得更高的綜合性能,證... 

【文章來(lái)源】：河南大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：68 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

系統(tǒng)整體框架圖

基于動(dòng)態(tài)閾值的WiFi動(dòng)作分割和實(shí)時(shí)識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)8準(zhǔn)確率和延遲的關(guān)系，使系統(tǒng)達(dá)到更好的綜合性能。2.2WiFi信號(hào)傳播模型WiFi信號(hào)在傳播過(guò)程中遇到的人類活動(dòng)會(huì)對(duì)其正常傳播產(chǎn)生擾動(dòng)，通過(guò)分析信號(hào)的變化特征，可以對(duì)人類活動(dòng)進(jìn)行感知。因此在進(jìn)行人體動(dòng)作識(shí)別之前，對(duì)WiFi信號(hào)的傳播進(jìn)行建模是相當(dāng)必要的，如圖2-2為WiFi信號(hào)傳播路徑示意圖。圖2-2WiFi信號(hào)傳播路徑示意圖首先，如果當(dāng)WiFi信號(hào)只在收發(fā)端設(shè)備之間沿著直線進(jìn)行傳播，而且中間沒(méi)有障礙物，那么根據(jù)Friis自由空間傳播方程[38]可知信號(hào)的強(qiáng)度與傳播路徑滿足公式（2-1）：222(4)ttrrPGGPd（2-1）其中tP表示發(fā)射端功率，rP表示接受端功率，tG和rG分別指發(fā)射端增益和接受端增益，是信號(hào)波長(zhǎng)，d是收發(fā)端之間的距離。很明顯，收發(fā)端設(shè)備之間的距離越遠(yuǎn)，感知難度相對(duì)來(lái)說(shuō)就越大。但是在實(shí)際情況中，WiFi信號(hào)不會(huì)僅僅產(chǎn)生直射一條傳播路徑，往往因?yàn)榄h(huán)境的影響發(fā)生反射或折射后再傳播到接收端。因此，考慮信號(hào)在天花板或地板等一些靜止固定物體的反射傳播路徑之后，接受功率和發(fā)射功率之間的關(guān)系[43]就會(huì)發(fā)生一些小小的變化，具體如公式（2-2）所示：22244ttrrPGGPdh（2-2）相比公式（2-1），公式（2-2）增加了一個(gè)參數(shù)h，其表示靜止固定物體的反射點(diǎn)到

11圖2-3人體動(dòng)作的振幅熱度圖圖2-3表示的是一個(gè)人在室內(nèi)環(huán)境中進(jìn)行的任意動(dòng)作，用熱度來(lái)表示CSI振幅的變化，顏色越深代表振幅值越大，可以看出，人的活動(dòng)會(huì)對(duì)CSI振幅造成很明顯的影響。通過(guò)上文的介紹，我們了解了RSSI和CSI之間的特性區(qū)別，如表2-1所示。RSSI屬于粗粒度信息，穩(wěn)定性較差，用于人體活動(dòng)識(shí)別準(zhǔn)確率較低；CSI屬于細(xì)粒度信息，穩(wěn)定性比較高，用于人體活動(dòng)識(shí)別準(zhǔn)確率更高。表2-1RSSI和CSI特性對(duì)比類別RSSICSI網(wǎng)絡(luò)層次介質(zhì)訪問(wèn)控制層物理層數(shù)據(jù)層次數(shù)據(jù)包層次子載波層次頻域分辨率無(wú)子載波尺度穩(wěn)定性低高普適性大部分WiFi設(shè)備部分WiFi設(shè)備2.4卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)近年來(lái)，在機(jī)器學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，基于深度學(xué)習(xí)的分類方法引起了大家的廣泛關(guān)注，其中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[46]（CNN）更是得到了迅速發(fā)展。卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的研究始于二十世紀(jì)八九十年代，是一種包含卷積計(jì)算且具有深度結(jié)構(gòu)的前饋神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)[48]，其結(jié)構(gòu)可簡(jiǎn)單基于動(dòng)態(tài)閾值的WiFi動(dòng)作分割和實(shí)時(shí)識(shí)別系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]利用信道狀態(tài)信息的室內(nèi)定位方法[J]. 劉逸博,修春娣,朱云龍.  計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用. 2016(22)
[2]基于信道狀態(tài)信息的人體行為識(shí)別系統(tǒng)[J]. Mohammed Abdulaziz Aide Al-qaness,李方敏,馬小林,梅華鋒.  武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào). 2016(04)



本文編號(hào)：3103584