CN112799030A - 使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法和装置 - Google Patents

使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法和装置 Download PDF

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李秀萍
王健鹏
齐芮
刘馨
杨农军
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Beijing Fuaoxing Electronic Technology Co ltd
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Abstract

本发明涉及一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法和装置，其解决了现有装置无法快速实现有活动目标存在的判断、同时当活动目标进入静止状态时无法判断法动目标还持续存在于当前环境的技术问题，其包括如下步骤：获取多普勒雷达原始回波信号；进入快速检测，对数据滑窗并处理；快速检测感应到有活动目标时，进入存在保持检测，判断活动目标是否存在于该环境中；当存在保持检测判断结果为活动目标存在，则程序继续保持当前检测状态，当判断为无活动目标时，回到快速检测前一个步骤，重复检测行为。本发明同时提供了识别装置。本发明可用于存在感应识别领域。

Description

使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法和装置
技术领域
本发明涉及雷达技术领域，特别是涉及一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法和装置。
背景技术
在高档住宅和酒店中，为了实现更好的便利性，对存在感应这一技术需求较大。目前常见的存在感应主要是红外感应，但是这一技术受环境温度影响很大，红外探头还需要裸露在外，产品的美观度会受到一定的影响。
而通过多普勒雷达实现存在感应，具有很多优点：一是该技术不易受温度的影响，因此在识别活动目标时，能够实现更高精度的检测；二是该技术可以保护隐私，从而得它更受信赖；三是在安装上看相比红外探头更加美观。公开号为CN 111983594 A的中国发明专利申请公开了一种基于二维多普勒FFT峰值的毫米波雷达目标感应方法和装置，解决了现有技术中系统成本较高的问题。该基于二维多普勒FFT峰值的毫米波雷达目标感应方法包括：利用毫米波雷达芯片获取二维多普勒FFT峰值数据；对该二维多普勒FFT峰值数据进行时间维度和距离维度的累加复合处理，获得时间距离二维信号序列；根据该时间距离二维信号序列确定当前目标状态。
但是，目前的雷达在实现的存在感应时，存在以下缺陷：
1、当使用者进入检测环境时，无法快速实现有活动目标存在的判断，导致体验感下降；
2、当活动目标进入静止状态时，无法判断活动目标还持续存在于当前环境。
发明内容
本发明针对在现有装置无法快速实现有活动目标存在的判断、同时当活动目标进入静止状态时无法判断活动目标还持续存在于当前环境的技术问题，提供一种可快速判断是否有活动目标存在、并且当活动目标进入静止状态时可判断活动目标还持续存在于当前环境的多普勒雷达活动目标存在感应识别方法和装置。
为此，本发明提供一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法，其包括如下步骤：步骤1：获取多普勒雷达原始回波信号；步骤2：进入快速检测，对数据滑窗并处理；步骤3：快速检测感应到有活动目标时，进入存在保持检测，判断活动目标是否存在于该环境中；步骤4：当存在保持检测判断结果为活动目标存在，则程序继续保持当前检测状态，当判断为无活动目标时，回到快速检测前一个步骤，重复检测行为。
优选的，所述存在保持检测使用了时域和频域，分别进行分析，实现对活动目标的大动作和微动检测。
优选的，在存在保持检测过程中，通过分析雷达回波时域和频域的信息，对外界杂波信号进行滤除，防止误判。
本发明同时提供一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别装置，其包括多普勒雷达和可编程序信号处理器；所述多普勒雷达用于发射和接收电磁波，获取包含目标信息的雷达信号；所述可编程序信号处理器用于对雷达信号进行处理。
本发明具有以下有益效果：
1、本发明首先进行快速检测这样的感应方式，能够满足用户的体验，使活动目标一走入探测环境就能被即使检测到，快速检测是对较短时长的数据进行判断，如果达到阈值就判断为有活动目标进入检测环境，然后进入存在保持检测的感应。
2、进入存在保持检测之后，对活动目标的大动作和微动进行检测，和快速检测相比，大动作检测和微动检测的时长较长，能达到更加精确的检测，这一部分可以持续判断活动目标是否存在在检测环境中。存在保持检测的优势是分别对时域和频域的数据进行了阈值的判断，当数据的时域和频域都达到了探测的阈值时就能判断检测环境中仍然有活动目标存在。时域判断可以抗持续干扰，也就是能对一种长时间存在于检测环境的干扰进行分辨；频域判断可以抗瞬间干扰，也就是能对瞬间出现在检测环境的干扰进行分辨。
3、本发明除了具有感应灵敏的特点外，还可以对外界的杂波信号进行滤除，可以防止风吹草动等导致误判，很大程度上提高了相关产品的使用体验。
附图说明
图1是本发明流程示意图；
图2a和图2b是本发明无活动目标时雷达回波示意图,其中图2a为无活动目标时域波形，图2b为无活动目标频域波形；
图3a和图3b是本发明有活动目标时雷达回波示意图，其中图3a为无活动目标时域波形，图3b为无活动目标频域波形；
图4a和图4b是本发明无活动目标有风干扰时雷达回波示意图，其中4a为无活动目标有风干扰时域波形，图4b为无活动目标有风干扰频域波形。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步描述。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明，以使本发明所属技术领域的技术活动目标员能够更容易地实施本发明。
如图1所示，是本发明流程示意图,包括如下4个步骤：
步骤1：获取多普勒雷达原始回波信号；
步骤2：进入快速检测，对数据滑窗并处理；
步骤3：快速检测感应到有活动目标时，进入存在保持检测，判断活动目标是否存在于该环境中；
步骤4：当存在保持检测判断结果为有活动目标存在，则程序继续保持当前检测状态，当判断为无活动目标时，回到快速检测前一个步骤重复检测行为。
先进行快速检测，感应判断活动目标进入检测环境，提高了使用者的体验感，然后再进行存在保持检测，判断活动目标是否持续存在于检测环境中。存在保持检测利用了时域和频域分别进行分析实现对活动目标的大动作和微动检测，时域和频域的双门限判断提高了检测的精度。
图2a和图2b是本发明无活动目标时雷达回波示意图，图2a为时域波形，横轴是采样点序号，纵轴表示多普勒频移信号的幅值大小。图2b为频域波形，横轴表示多普勒频移的频率大小，800点代表零频，纵轴代表信号大小。在进行活动目标存在检测时，将此类型雷达回波定义为无活动目标状态。
图3a和图3b是本发明有活动目标无风干扰时雷达回波示意图，由时域波形可以看出此时多普勒频移的幅度较大，频域波形变化较为明显，在进行活动目标存在检测时将此类型雷达回波定义为有活动目标状态。
图4a和图4b是本发明无活动目标有风干扰时雷达回波示意图，时域波形与无风干扰时相比无明显差别，但其频域波形与无风干扰时相比有明显区别。与有活动目标时相比，时域和频域波形都有较大区别，在进行活动目标存在检测时，将此类型雷达回波定义为无活动目标状态，因此可以有效滤除外部环境对检测的干扰。
本发明提供的使用多普勒雷达实现存在感应的识别装置，其包括多普勒雷达和可编程序信号处理器；所述多普勒雷达用于发射和接收电磁波，获取包含目标信息的雷达信号，其可以采用北京富奥星公司生产的X波段芯片级多普勒雷达传感器，常用型号为XBR300。
可编程序信号处理器用于对雷达信号进行处理，其可以采用华大半导体有限公司生产的型号为HC32F460JEUA的MCU产品。
惟以上所述者，仅为本发明的具体实施例而已，当不能以此限定本发明实施的范围，故其等同组件的置换，或依本发明专利保护范围所作的等同变化与修改，皆应仍属本发明权利要求书涵盖之范畴。

Claims (4)

1.一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法，其特征是，包括如下步骤：
步骤1：获取多普勒雷达原始回波信号；
步骤2：进入快速检测，对数据滑窗并处理；
步骤3：快速检测感应到有活动目标时，进入存在保持检测，判断活动目标是否存在于该环境中；
步骤4：当存在保持检测判断结果为活动目标存在，则程序继续保持当前检测状态，当判断为无活动目标时，回到快速检测前一个步骤，重复检测行为。
2.根据权利要求2所述的使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法，其特征在于，所述存在保持检测使用了时域和频域，分别进行分析，实现对活动目标的大动作和微动检测。
3.根据权利要求2所述的使用多普勒雷达实现存在感应的识别方法，其特征在于，在存在保持检测过程中，通过分析雷达回波时域和频域的信息，对外界杂波信号进行滤除，防止误判。
4.一种使用多普勒雷达实现存在感应的识别装置，其特征是，其包括多普勒雷达和可编程序信号处理器；
所述多普勒雷达用于发射和接收电磁波，获取包含目标信息的雷达信号；
所述可编程序信号处理器用于对所述雷达信号进行处理。
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