CN112924950A - 静止人物区分方法、装置及终端设备 - Google Patents

静止人物区分方法、装置及终端设备 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种静止人物区分方法、装置及终端设备，该方法应用于雷达探测技术领域，包括：获取检测目标对应的回波数据；对所述回波数据进行FFT变换，得到所述回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差；基于所述各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。本发明提供的静止人物区分方法、装置及终端设备能够对静止人体和静止物体进行有效区分，提高雷达对人体的检测能力。

Description

静止人物区分方法、装置及终端设备
技术领域
本发明属于雷达探测技术领域，更具体地说，是涉及一种静止人物区分方法、装置及终端设备。
背景技术
目前，随着智能家居的不断发展，室内人体检测的需求逐渐增加。人体检测传感器可以应用在空调、热水器、激光电视等电器上，输出人体的距离、速度、角度等信息、辅助电器完成智能控制、安全防护、异常情况检测等功能。现有的人体检测传感器主要包括视频摄像头、热释电传感器、雷达等。其中，视频摄像头隐私性差、受光线条件影响大；热释电传感器只能检测温度变化，无法探测静态人体，只能输出人员有无，无法输出人员距离角度信息，且无法安装在空调、冰箱等温度变化较大的电器附近。雷达由于隐私性好、不受光线条件影响，对运动变化敏感等优点，成为了家居电器传感器的首选。
然而，传统的雷达检测算法通常采用距离-多普勒处理，通过检测速度来检测人体，无法对静止人体和静止物体进行有效区分，致使雷达对人体的检测能力降低。
发明内容
本发明的目的在于提供一种静止人物区分方法、装置及终端设备，以解决现有技术中无法对静止的人体和静止的物体进行有效区分，致使雷达对人体的检测能力降低的问题。
本发明实施例的第一方面，提供了一种静止人物区分方法，包括：
获取检测目标对应的回波数据；所述回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回所述探测雷达的回波信号对应的数据；
对所述回波数据进行FFT变换，得到所述回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差；其中，所述分辨距离点为所述探测雷达按预设频率采样所述回波信号所确定的距离点；
基于所述各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
本发明实施例的第二方面，提供了一种静止人物区分装置，包括：
数据获取模块，用于获取检测目标对应的回波数据；所述回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回所述探测雷达的回波信号对应的数据；
能量计算模块，用于对所述回波数据进行FFT变换，得到所述回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差；其中，所述分辨距离点为所述探测雷达按预设频率采样所述回波信号所确定的距离点；
人物区分模块，用于基于所述各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
本发明实施例的第三方面，提供了一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的静止人物区分方法的步骤。
本发明实施例的第四方面，提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的静止人物区分方法的步骤。
本发明实施例提供的静止人物区分方法、装置及终端设备的有益效果在于：
不同于通过检测速度来判断人员有无的传统雷达检测方法，本发明考虑到了静止人员和静止物体的一维距离像的幅度波动差异，基于回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像进行静止人员和静止物体的区分，不仅保留了雷达检测的优点，还可以有效区分静止人员和静止物体，从而提高雷达的检测能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明一实施例提供的静止人物区分方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的静止人物区分装置的结构框图；
图3为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
请参考图1，图1为本发明一实施例提供的静止人物区分方法的流程示意图，该方法包括：
S101：获取检测目标对应的回波数据。回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回探测雷达的回波信号对应的数据。
在本实施例中，雷达向检测目标发射探测信号，并接收检测目标反射回的回波信号，因此可直接从雷达中获取检测目标对应的回波数据。
其中，雷达可包括1个发射天线和1个接收天线，发射天线发射chrip信号，调频带宽为B，调频时宽为T，每发射Nc个chirp信号称为一帧；接收天线接收到回波信号，对回波信号进行下变频、滤波、ADC采样处理，得到数字回波信号，其中ADC采样率为fs，每个chirp采样点数为Ns＝fs*T。
S102：对回波数据进行FFT变换，得到回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差。
在本实施例中，分辨距离点为探测雷达按预设频率采样回波信号所确定的距离点。也就是说，在基于预设频率对回波信号进行采样时，每采样一点都会对应一个距离点，此距离点即为分辨距离点。
S103：基于各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
在本实施例中，确定各个分辨距离点中的有效检测点的方法为：
若某个分辨距离点对应的能量标准差大于预设的标准差阈值，则将该分辨距离点记为有效检测点。
在本实施例中，基于有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员，包括：若有效检测点的个数大于零，则确定检测目标中包含静止人员。
在本实施例中，若检测到检测目标中包含静止人员，则还可在此基础上计算静止人员的距离(距雷达的距离)，其中，计算静止人员的距离的方法为：
Figure BDA0002916937370000041
其中，range(k)为静止人员的距离，c为光速，k为静止人员对应的检测点，B为雷达发射探测信号的带宽。
由上可以得出，不同于通过检测速度来判断人员有无的传统雷达检测方法，本发明实施例考虑到了静止人员和静止物体的一维距离像的幅度波动差异，基于回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像进行静止人员和静止物体的区分，不仅保留了雷达检测的优点，还可以有效区分静止人员和静止物体，从而提高雷达的检测能力。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分方法的一种具体实施方式，在对回波数据进行FFT变换之前，静止人物区分方法还包括对回波数据进行预处理的过程。
对回波数据进行预处理的过程，包括：
对回波数据进行下变频、滤波、ADC采样处理，得到预处理后的回波数据。
在本实施例中，可对回波数据进行变频、滤波、ADC采样处理，得到数字回波数据，基于数字回波数据进行后续计算。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分方法的一种具体实施方式，基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值。
根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差。
在本实施例中，可对回波数据中各个chirp信号进行快速傅立叶变换(也即FFT计算)，得到每个chirp信号的FFT结果(每个chirp信号的FFT结果也即每个chirp信号的一维距离像)，其中，每个FFT结果中有Ns个分辨距离点。
也即，对回波数据进行FFT计算后，可得到一个Ns*Nc的矩阵，记为S_fft，该矩阵的每一列都存储一个一维距离像。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分方法的一种具体实施方式，基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值，包括：
Figure BDA0002916937370000051
其中，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
在本实施例中，对于第i(i＝1,2…Ns)个分辨距离点，可计算Nc个chirp信号的能量均值，得到第i个分辨距离点对应的能量均值。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分方法的一种具体实施方式，根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
Figure BDA0002916937370000061
其中，stdArray(i)为第i个分辨距离点对应的能量标准差，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
在本实施例中，计算出第i个分辨距离点对应的能量均值后，还可在此基础上计算第i个分辨距离点对应的能量标准差，基于各个分辨距离点对应的能量标准差进行静止人员和静止物体的区分。
对应于上文实施例的静止人物区分方法，图2为本发明一实施例提供的静止人物区分装置的结构框图。为了便于说明，仅示出了与本发明实施例相关的部分。参考图2，该静止人物区分装置20包括：数据获取模块21、能量计算模块22、人物区分模块23。
其中，数据获取模块21，用于获取检测目标对应的回波数据。回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回探测雷达的回波信号对应的数据。
能量计算模块22，用于对回波数据进行FFT变换，得到回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差。其中，分辨距离点为探测雷达按预设频率采样回波信号所确定的距离点。
人物区分模块23，用于基于各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
可选地，请参考图2，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，在对回波数据进行FFT变换之前，数据获取模块21还用于对回波数据进行预处理。
对回波数据进行预处理的过程，包括：
对回波数据进行下变频、滤波、ADC采样处理，得到预处理后的回波数据。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值。
根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，基于各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值，包括：
Figure BDA0002916937370000071
其中，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
Figure BDA0002916937370000081
其中，stdArray(i)为第i个分辨距离点对应的能量标准差，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，确定各个分辨距离点中的有效检测点的方法为：
若某个分辨距离点对应的能量标准差大于预设的标准差阈值，则将该分辨距离点记为有效检测点。
可选地，作为本发明实施例提供的静止人物区分装置的一种具体实施方式，基于有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员，包括：
若有效检测点的个数大于零，则确定检测目标中包含静止人员。
参见图3，图3为本发明一实施例提供的终端设备的示意框图。如图3所示的本实施例中的终端300可以包括：一个或多个处理器301、一个或多个输入设备302、一个或多个输出设备303及一个或多个存储器304。上述处理器301、输入设备302、输出设备303及存储器304通过通信总线305完成相互间的通信。存储器304用于存储计算机程序，计算机程序包括程序指令。处理器301用于执行存储器304存储的程序指令。其中，处理器301被配置用于调用程序指令执行以下操作上述各装置实施例中各模块/单元的功能，例如图2所示模块21至23的功能。
应当理解，在本发明实施例中，所称处理器301可以是中央处理单元(CentralProcessing Unit，CPU)，该处理器还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(DigitalSignal Processor，DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。
输入设备302可以包括触控板、指纹采传感器(用于采集用户的指纹信息和指纹的方向信息)、麦克风等，输出设备303可以包括显示器(LCD等)、扬声器等。
该存储器304可以包括只读存储器和随机存取存储器，并向处理器301提供指令和数据。存储器304的一部分还可以包括非易失性随机存取存储器。例如，存储器304还可以存储设备类型的信息。
具体实现中，本发明实施例中所描述的处理器301、输入设备302、输出设备303可执行本发明实施例提供的静止人物区分方法的第一实施例和第二实施例中所描述的实现方式，也可执行本发明实施例所描述的终端的实现方式，在此不再赘述。
在本发明的另一实施例中提供一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质存储有计算机程序，计算机程序包括程序指令，程序指令被处理器执行时实现上述实施例方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，计算机程序包括计算机程序代码，计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括：能够携带计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括是电载波信号和电信信号。
计算机可读存储介质可以是前述任一实施例的终端的内部存储单元，例如终端的硬盘或内存。计算机可读存储介质也可以是终端的外部存储设备，例如终端上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。进一步地，计算机可读存储介质还可以既包括终端的内部存储单元也包括外部存储设备。计算机可读存储介质用于存储计算机程序及终端所需的其他程序和数据。计算机可读存储介质还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的终端和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的终端和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另外，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口或单元的间接耦合或通信连接，也可以是电的，机械的或其它的形式连接。
作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本发明实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以是两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种静止人物区分方法，其特征在于，包括：
获取检测目标对应的回波数据；所述回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回所述探测雷达的回波信号对应的数据；
对所述回波数据进行FFT变换，得到所述回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差；其中，所述分辨距离点为所述探测雷达按预设频率采样所述回波信号所确定的距离点；
基于所述各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
2.如权利要求1所述的静止人物区分方法，其特征在于，在对所述回波数据进行FFT变换之前，还包括对回波数据进行预处理的过程；
所述对回波数据进行预处理的过程，包括：
对回波数据进行下变频、滤波、ADC采样处理，得到预处理后的回波数据。
3.如权利要求1所述的静止人物区分方法，其特征在于，所述基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值；
根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差。
4.如权利要求3所述的静止人物区分方法，其特征在于，所述基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量均值，包括：
Figure FDA0002916937360000011
其中，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
5.如权利要求3所述的静止人物区分方法，其特征在于，所述根据各个分辨距离点对应的能量均值确定各个分辨距离点对应的能量标准差，包括：
Figure FDA0002916937360000021
其中，stdArray(i)为第i个分辨距离点对应的能量标准差，avgVal(i)为第i个分辨距离点对应的能量均值，Nc为一维距离像的个数，n表示第n个一维距离像，S_fft(i,n)为回波数据对应的一维距离像，abs(x)表示对复数x求模值。
6.如权利要求1所述的静止人物区分方法，其特征在于，确定各个分辨距离点中的有效检测点的方法为：
若某个分辨距离点对应的能量标准差大于预设的标准差阈值，则将该分辨距离点记为有效检测点。
7.如权利要求1所述的静止人物区分方法，其特征在于，所述基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员，包括：
若所述有效检测点的个数大于零，则确定检测目标中包含静止人员。
8.一种静止人物区分装置，其特征在于，包括：
数据获取模块，用于获取检测目标对应的回波数据；所述回波数据为探测雷达向检测目标发出探测信号后，检测目标反射回所述探测雷达的回波信号对应的数据；
能量计算模块，用于对所述回波数据进行FFT变换，得到所述回波数据中各个chirp信号对应的一维距离像，并基于所述各个chirp信号对应的一维距离像确定各个分辨距离点对应的能量标准差；其中，所述分辨距离点为所述探测雷达按预设频率采样所述回波信号所确定的距离点；
人物区分模块，用于基于所述各个分辨距离点对应的能量标准差以及预设的标准差阈值确定各个分辨距离点中的有效检测点的个数，并基于所述有效检测点的个数判断检测目标是否包含静止人员。
9.一种终端设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器中并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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