穿墻雷達通過發(fā)射可穿透非金屬墻體的電磁波獲取遮蔽人體目標的行為信息,利用信號處理和特征變換,提取并分析不同行為的特征差異,實現(xiàn)人體行為識別,可以時刻感知遮蔽空間目標狀態(tài),為醫(yī)療監(jiān)護、災害救援和戰(zhàn)術決策等提供技術支持。但是,穿墻雷達分辨率有限,獲取的人體行為特征容易產(chǎn)生混疊,同時由于墻體的復雜影響以及人體行為的時空多變性,如何有效地實現(xiàn)穿墻雷達人體行為穩(wěn)健序列識別,是一個具有挑戰(zhàn)性的難題。本文圍繞上述關于穿墻雷達人體行為序列識別難題開展了穿墻雷達人體行為回波建模和預處理、人體行為穩(wěn)健序列識別方法、穿墻雷達多任務序列識別方法等研究工作,并利用實測數(shù)據(jù)進行驗證。主要工作如下:1、研究了雷達人體行為回波建模以及信號預處理和特征提取方法�；谝曈X行為捕捉數(shù)據(jù),對人體進行仿真建模并對穿墻雷達人體行為回波進行仿真,設計合理的數(shù)據(jù)處理方法并通過時頻分析和頻點融合等方式提取人體行為多域特征,實現(xiàn)了有效的墻體遮蔽人體行為特征表征。2、研究了基于CEEMDAN和多頻融合的人體行為時頻分析方法,通過對多個單頻點數(shù)據(jù)進行模態(tài)分解和頻譜融合,有效避免了傳統(tǒng)STFT分析方法的時頻分辨局限性,實現(xiàn)了較高分辨率的人體行...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖2-1穿墻人體探測場景

穿墻人體探測場景示意圖如圖2-1所示,在穿墻人體行為數(shù)據(jù)采集模型中,將人體散射表面簡化地等效劃分為Q個強散射中心點,每個散射中心點的后向散射系數(shù)為aq,雷達接收到的每個散射中心點回波對應的延遲時間為τq,那么人體目標第m個散射中心點的后向散射回波可以表示為:將Q個散射中心點的后向....

圖2-2簡化的人體骨骼模型。(a)真實標記;(b)簡化的骨架結構

本文采用卡內(nèi)基梅隆大學開源的動作捕捉數(shù)據(jù)庫MoCap數(shù)據(jù)庫[53]。該實驗室采用12臺Vicon紅外MX-40相機,對房間正中心3×8m2的矩形區(qū)域中的人體目標進行每秒120幀的400萬像素的記錄。根據(jù)Vicon骨架模板,人體目標被簡化為由28個骨骼和31個關節(jié)點組成的骨骼模型....

圖2-3骨骼節(jié)點及其所在坐標系的關聯(lián)示意圖

圖2-2簡化的人體骨骼模型。(a)真實標記;(b)簡化的骨架結構MoCap數(shù)據(jù)集中包含了被測目標的31個骨骼的詳細初始參數(shù),包括骨骼長度、骨骼方向和骨骼之間的層級關系,同時還記錄了運動過程中各個骨骼和關節(jié)點的運動狀態(tài)。利用骨骼參數(shù),可以近似地對目標人體進行建模;利用完整的MoCa....

圖2-4人體任一骨骼節(jié)點全局坐標提取流程圖

人體任一骨骼節(jié)點的空間坐標提取流程如圖2-4所示。任意節(jié)點空間坐標提取具體步驟如下所示:步驟1:首先利用骨骼長度和骨骼角度計算該節(jié)點在其所在的局部坐標系中的初始局部坐標,然后,利用局部坐標系相對于全局坐標系的旋轉(zhuǎn)角度,對坐標進行反向旋轉(zhuǎn),得到在初始參數(shù)下局部坐標系下的靜態(tài)局部坐標....

本文編號：3938246