CN109884614A - 一种主动活体检测的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种主动活体检测的装置及方法，其通过射频模块发射和接收雷达射频信号，并通过信号处理控制模块对雷达射频回波信号进行处理得到回波信号的最大峰值幅度，将该最大峰值幅度与根据生命体征来设定的门限值进行比较，进而判断称呼是否有活体目标，在有活体目标时，通过通信模块和报警模块进行通知和报警。本发明的活体检测不受温度影响，具有更强的环境适应能力，从而具有更好的检测效果。

Description

一种主动活体检测的装置及方法

技术领域

本发明涉及活体检测领域，具体涉及一种主动活体检测的装置及方法。

背景技术

近年来，随着人民生活水平的提高，越来越多的家庭购入了机动车辆。机动车辆在给人带来方便的同时，也带来了很多意料之外的问题。例如：由于各种原因或疏忽将儿童独自留在车辆内，或者校车、客车上；在车内狭小、密闭的空间内、快速升高的车内温度，会引发热射病，使儿童昏迷，严重时会导致儿童死亡。因此，检测停放的车辆里是否有人体活体并及时发出警报是很有必要的。

生活中还有很多场景需要检测是否有活体存在，例如密闭的仓库关门前需要检测里面是否还有人、运载畜类的货车上是否有畜类遗落、或者进行搜救时检测有无被遮挡的活体等等。目前常见的活体检测方法使用的是红外或者热成像技术，但是这两种方式受温度影响很大，在很多时候使用效果不佳。

有鉴于此，本发明针对活体检测存在的诸多问题和缺陷而深入构思，进而开发出本发明。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种主动活体检测的装置及方法，其不受环境影响，具有较好的检测效果。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种主动活体检测的装置，其特征在于：包括射频模块、信号处理控制模块、通信模块和报警模块，所述射频模块连接信号处理控制模块，信号控制处理模块连接通信模块和报警模块；

所述射频模块用于发射毫米波雷达射频信号和采集雷达射频回波信号，且该射频模块连接信号处理控制模块，以将其采集的雷达射频回波信号发送至信号处理控制模块；

所述信号处理控制模块用于对射频模块采集的雷达射频回波信号进行处理，判断检测环境内有无活体，在有活体的情况下，向通信模块和报警模块发送指令进行通知和报警；

所述通信模块用于接收到信号处理控制模块的指令，并根据指令进行通知处理；

所述报警模块用于接收信号处理控制模块的指令，并根据指令进行报警处理。

一种主动活体检测的方法，其采用如权利要求1所述的一种主动活体检测的装置实现，所述方法包括以下步骤：

步骤1、射频模块通过其发射天线发射毫米波雷达射频信号，通过接收天线接收碰到目标后的雷达射频回波信号S_r(t)，并将该回波信号S_r(t)发送至信号处理控制模块；

步骤2、信号处理控制模块接收回波信号S_r(t)之后，对单个周期的回波信号S_r(t)做傅里叶变换：

S_r(ω)＝FFT(s_r(t))；

然后，利用多周期的回波信号S_r(ω)进行相参积累：将信号S_r(ω)的实部和虚部分别相加，具体如下：

S_sum(ω)＝S₀(ω)+S₁(ω)+...+S_N-1(ω)；

其中,N为相参积累长度，即累加的周期数；

步骤3、信号处理控制模块将步骤2中得到的信号累加结果S_sum(ω)除以相参积累长度，求得平均值如下：

然后，将每个周期的相参积累的信号S_r(ω)上减去平均值得到差值信号：

......

对上述差值信号做傅里叶变换后，进行取模运算，得到最大峰值幅度；

步骤4、将步骤3得到的最大峰值幅度与预设的门限值T比较，其中，门限值T是根据生命体征的心跳产生的微多普勒频率的赋值来预设的，如果幅值大于门限值即可判定有活体目标，此时，信号处理控制模块向通信模块和报警模块发送控制指令进行通知和报警。

采用上述方案后，本发明通过射频模块发射和接收雷达射频信号，并通过信号处理控制模块对雷达射频回波信号进行处理得到回波信号的最大峰值幅度，将该最大峰值幅度与根据生命体征来设定的门限值进行比较，进而判断称呼是否有活体目标，再有活体目标时，通过通信模块和报警模块进行通知和报警。本发明的活体检测不受温度影响，具有更强的环境适应能力，从而具有更好的检测效果。

附图说明

图1为本发明的主动活体检测装置的原理框图；

图2为本发明的主动活体检测方法的检测流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明揭示了一种主动活体检测的装置，其包括射频模块、信号处理控制模块、通信模块和报警模块，其中，射频模块连接信号处理控制模块，信号控制处理模块连接通信模块和报警模块。

射频模块用于发射毫米波雷达射频信号和采集雷达射频回波信号，并发送至信号处理控制模块。信号处理控制模块用于对射频模块采集的雷达射频回波信号进行处理，判断检测环境内有无活体，在有活体的情况下，向通信模块和报警模块发送指令进行通知和报警。

通信模块接收到信号处理控制模块的指令后，可以给指定号码发短信、打电话告知检测结果；或者可以通过蓝牙、移动网络等渠道连接联网的客户端软件，告知使用者检测到活体。

报警模块可以是喇叭、振动器等通用提醒装置，在收到信号处理控制模块的指令后进行报警；报警模块也可以通过其他方式或用户指定的报警提醒装置相连，例如和汽车报警器相连，以达到最佳报警效果。

在上述装置的基础上，配合图2所示，本发明还揭示了一种主动活体检测的方法，其包括以下步骤：

步骤1、射频模块通过其发射天线发射毫米波雷达射频信号，通过接收天线接收碰到目标后的雷达射频回波信号S_r(t)，并将该回波信号S_r(t)发送至信号处理控制模块。

步骤2、信号处理控制模块接收回波信号S_r(t)之后，对单个周期的回波信号S_r(t)做傅里叶变换(FFT)：

S_r(ω)＝FFT(s_r(t))；

然后，利用多周期的回波信号S_r(ω)进行相参积累：将信号S_r(ω)的实部和虚部分别相加，具体如下：

S_sum(ω)＝S₀(ω)+S₁(ω)+...+S_N-1(ω)；

其中,N为相参积累长度，即累加的周期数。

步骤3、信号处理控制模块将步骤2中得到的信号累加结果S_sum(ω)除以相参积累长度，求得平均值如下：

然后，将每个周期的相参积累的信号S_r(ω)上减去平均值得到差值信号：

......

对上述差值信号做傅里叶变换后，进行取模运算，得到最大峰值幅度。

步骤4、将步骤3得到的最大峰值幅度与预设的门限值T比较，其中，门限值T是根据生命体征的心跳产生的微多普勒频率的赋值来预设的，如果幅值大于门限值即可判定有活体目标，此时，信号处理控制模块向通信模块和报警模块发送控制指令进行通知和报警。

门限值T是事先对使用环境和被测目标的预处理得到的，具体地，分别对没有被测目标的使用环境和有被测目标的使用环境进行信号预处理，可以得到有被测目标和无被测目标下不同的处理结果，针对这个结果选取合适门限T可以将有目标和无目标的环境区分开来。

本发明的关键在于，本发明通过射频模块发射和接收雷达射频信号，并通过信号处理控制模块对雷达射频回波信号进行处理得到回波信号的最大峰值幅度，将该最大峰值幅度与根据生命体征来设定的门限值进行比较，进而判断称呼是否有活体目标，再有活体目标时，通过通信模块和报警模块进行通知和报警。本发明的活体检测不受温度影响，具有更强的环境适应能力，从而具有更好的检测效果。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (2)

1.一种主动活体检测的装置，其特征在于：包括射频模块、信号处理控制模块、通信模块和报警模块，所述射频模块连接信号处理控制模块，信号控制处理模块连接通信模块和报警模块；

所述射频模块用于发射毫米波雷达射频信号和采集雷达射频回波信号，且该射频模块连接信号处理控制模块，以将其采集的雷达射频回波信号发送至信号处理控制模块；

所述信号处理控制模块用于对射频模块采集的雷达射频回波信号进行处理，判断检测环境内有无活体，在有活体的情况下，向通信模块和报警模块发送指令进行通知和报警；

所述通信模块用于接收到信号处理控制模块的指令，并根据指令进行通知处理；

所述报警模块用于接收信号处理控制模块的指令，并根据指令进行报警处理。

2.一种主动活体检测的方法，其特征在于：所述方法采用如权利要求1所述的一种主动活体检测的装置实现，其包括以下步骤：

步骤1、射频模块通过其发射天线发射毫米波雷达射频信号，通过接收天线接收碰到目标后的雷达射频回波信号S_r(t)，并将该回波信号S_r(t)发送至信号处理控制模块；

步骤2、信号处理控制模块接收回波信号S_r(t)之后，对单个周期的回波信号S_r(t)做傅里叶变换：

S_r(ω)＝FFT(s_r(t))；

然后，利用多周期的回波信号S_r(ω)进行相参积累：将信号S_r(ω)的实部和虚部分别相加，具体如下：

S_sum(ω)＝S₀(ω)+S₁(ω)+...+S_N-1(ω)；

其中,N为相参积累长度，即累加的周期数：

步骤3、信号处理控制模块将步骤2中得到的信号累加结果S_sum(ω)除以相参积累长度，求得平均值如下：

然后，将每个周期的相参积累的信号S_r(ω)上减去平均值得到差值信号：

......

对上述差值信号做傅里叶变换后，进行取模运算，得到最大峰值幅度；

步骤4、将步骤3得到的最大峰值幅度与预设的门限值T比较，其中，门限值T是根据生命体征的心跳产生的微多普勒频率的赋值来预设的，如果幅值大于门限值即可判定有活体目标，此时，信号处理控制模块向通信模块和报警模块发送控制指令进行通知和报警。