CN115236661B - 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器 - Google Patents

一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器 Download PDF

Info

Publication number
CN115236661B
CN115236661B CN202211008002.6A CN202211008002A CN115236661B CN 115236661 B CN115236661 B CN 115236661B CN 202211008002 A CN202211008002 A CN 202211008002A CN 115236661 B CN115236661 B CN 115236661B
Authority
CN
China
Prior art keywords
scanning
indoor
area
human body
height
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202211008002.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN115236661A (zh
Inventor
谈会诗
曹常
彭政
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dongguan Haiyue Intelligent Technology Co ltd
Original Assignee
Shenzhen Haixing Technology Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shenzhen Haixing Technology Co ltd filed Critical Shenzhen Haixing Technology Co ltd
Priority to CN202211008002.6A priority Critical patent/CN115236661B/zh
Publication of CN115236661A publication Critical patent/CN115236661A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN115236661B publication Critical patent/CN115236661B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/882—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for altimeters
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/0205—Simultaneously evaluating both cardiovascular conditions and different types of body conditions, e.g. heart and respiratory condition
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/02—Systems using reflection of radio waves, e.g. primary radar systems; Analogous systems
    • G01S13/04—Systems determining presence of a target
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01S—RADIO DIRECTION-FINDING; RADIO NAVIGATION; DETERMINING DISTANCE OR VELOCITY BY USE OF RADIO WAVES; LOCATING OR PRESENCE-DETECTING BY USE OF THE REFLECTION OR RERADIATION OF RADIO WAVES; ANALOGOUS ARRANGEMENTS USING OTHER WAVES
    • G01S13/00—Systems using the reflection or reradiation of radio waves, e.g. radar systems; Analogous systems using reflection or reradiation of waves whose nature or wavelength is irrelevant or unspecified
    • G01S13/88—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications
    • G01S13/887—Radar or analogous systems specially adapted for specific applications for detection of concealed objects, e.g. contraband or weapons
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V3/00—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation
    • G01V3/12—Electric or magnetic prospecting or detecting; Measuring magnetic field characteristics of the earth, e.g. declination, deviation operating with electromagnetic waves

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Radar Systems Or Details Thereof (AREA)
  • Geophysics And Detection Of Objects (AREA)

Abstract

本发明提出一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器，通过周期性对室内空间进行扫描，根据扫描反射信号得到室内高度分布图，将一天内的室内高度分布图进行动态对比，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测，能高降低环境因素对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。

Description

一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器
技术领域
本发明涉及人体检测技术领域，特别涉及一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器。
背景技术
人体检测技术被广泛应用于安防领域、自动驾驶领域以及智能家居领域，其中最为常见的人体检测技术是红外感应技术。主动式红外探测器通过红外发射器和红外接收器之间的红外信号是否被遮挡来判断是否存在人体，其优点在于灵敏度高，实现方案简单，不足之处在于任何物体对红外信号的遮挡都会被触发，无法识别是否人体。被动式红外探测器通过探测人体散发的红外射线来判断是否存在人体，由于人体温度范围对应一定的红外能量大小，被动式红外探测器能够较为准确地识别出人体和非人体的差异，但是由于被动式红外探测器灵敏度较差，且容易受到环境温度的影响，可靠性不高。无论是主动式红外探测器还是被动式红外探测器均存在探测距离短、容易被遮挡的问题。近些年来，人们研究出了微波人体检测技术，通过检测发射出去的微波的频率变化可以检测到运动物体，微波检测具有检测精度高、可检测距离大以及受遮挡影响小的特点，能够实现对呼吸、心跳等人体微动特征的检测，然面，过高的灵敏度使得微波人体检测容易受到干扰，周边物体的轻微震动均会导致其产生误报，使得人体检测的准确率降低。
发明内容
本发明正是基于上述问题，提出了一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器，能高降低环境因素对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。
有鉴于此，本发明的第一方面提出了一种基于微波感应的人体存在检测方法，包括：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，还包括：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数，设扫描系数为α，配置默认扫描系数为α＝1，高频区域的扫描系数为α>1的数值，低频区域的扫描系数为α<1的数值；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤具体包括：
获取默认扫描速度v0以及默认采样周期0；
获取当前扫描区域的扫描系数α；
根据所述扫描系数控制所述扫描速度以及采样周期使得单位距离的采样次数满足
Figure BDA0003809771010000021
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤具体包括：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤具体包括：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
本发明的第二方面提出了一种微波感应器，包括安装在室内空间中具有一定高度位置的用于对室内空间进行扫描的定向天线、用于驱动所述定向天线对室内空间进行扫描的驱动机构、用于接收扫描反射信号的信号接收器以及控制器，所述控制器被配置为：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测。
进一步的，在上述的微波感应器中，在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，所述控制器被配置为：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数，设扫描系数为α，配置默认扫描系数为α＝1，高频区域的扫描系数为α>1的数值，低频区域的扫描系数为α<1的数值；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤。
进一步的，在上述的微波感应器中，在按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤中，所述控制器被配置为：
获取默认扫描速度v0以及默认采样周期t0；
获取当前扫描区域的扫描系数α；
根据所述扫描系数控制所述扫描速度以及采样周期使得单位距离的采样次数满足
Figure BDA0003809771010000031
进一步的，在上述的微波感应器中，在确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤中，所述控制器被配置为：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
进一步的，在上述的微波感应器中，在对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤中，所述控制器被配置为：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
本发明提出一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器，通过周期性对室内空间进行扫描，根据扫描反射信号得到室内高度分布图，将一天内的室内高度分布图进行动态对比，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测，能高降低环境因素对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。
附图说明
图1是本发明一个实施例提供的一种基于微波感应的人体存在检测方法的流程图；
图2是本发明一个实施例提供的室内高度检测的示意图；
图3是本发明一个实施例提供的一种微波感应器的示意框图。
具体实施方式
为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是，本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施，因此，本发明的保护范围并不受下面公开的具体实施例的限制。
在本发明的描述中，术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。术语“连接”、“安装”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施方式”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
下面参照附图来描述根据本发明一些实施方式提供的一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器。
如图1所示，本发明的第一方面提出了一种基于微波感应的人体存在检测方法，包括：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测。
具体的，微波感应器通过定向天线持续发射单频持续信号，同时通过驱动机构驱动天线运动以对室内空间进行扫描，在扫描过程中，通过接收器按照预设的采样周期对扫描反射信号进行采样，根据扫描发射信号的发出时间与扫描反射信号的接收时间之间的时间延迟，结合定向天线当前的位置、姿态和/或角度即可换算得到目标位置的高度。
示例性的，如图2所示，微波感应器的定向天线可旋转地安装在室内天花板上，微波感应器的控制器控制定向天线发射单频持续信号，并控制驱动机构驱动定向天线进行旋转以对室内空间进行扫描，以当前定向天线扫描方向与天花板的夹角为θ为例，根据扫描发射信号与扫描反射信号间的时间延迟，换算得到当前扫描的目标位置与微波感应器的距离为l，可以计算得到目标位置的高度h＝H-l·sinθ。
进一步的，在本发明的一些实施方式中，配置地面边界对应的扫描角度，所述微波感应器以遍历地面边界包围的区域作为一个扫描周期执行周期性扫描，每一个扫描周期生成一个室内高度分布图，通过对多个不同扫描周期对应的室内高度分布图进行对比，即可发现高度变化符合人体结构的疑似人体区域，从而对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测，以降低环境震动或者其它微动物体对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤具体包括：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，还包括：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤。
在上述实施方式的技术方案中，通过对一天内的多个室内高度分布图进行动态对比，可以对室内物品进行较为粗略的识别和分类，例如，可以将室内物品划分为固定高度物品、高度可变物品，其中固定高度物品根据其高度是否高于一定阈值，例如取80厘米至120厘米范围内的某个值作为阈值划分为可坐物品和不可坐物品，高度可变物品根据其高度变化前后的高度值是否低于上述阈值同样将其划分为可坐物品和不可坐物品，从而可以将可坐物品对应的区域配置为存在人体的高频区域，将不可坐物品对应的区域配置为存在人体的低频区域，进而分别配置不同的扫描系数。进一步的，将高度为0的区域配置为普通区域，将普通区域的扫描系数配置为默认扫描系数。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数的步骤具体包括：
设扫描系数为α，配置默认扫描系数为α＝1，高频区域的扫描系数为α>1的数值，低频区域的扫描系数为α<1的数值。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤具体包括：
获取默认扫描速度v0以及默认采样周期t0；
获取当前扫描区域的扫描系数α；
根据所述扫描系数控制所述扫描速度以及采样周期使得单位距离的采样次数满足
Figure BDA0003809771010000071
采用上述实施方式的技术方案，对于普通区域，以默认扫描速度以及默认采样周期进行扫描。对于高频区域，控制驱动机构降低定向天线的运动速度，并减小采样周期，从而提高高频区域的采样次数，例如，在上述实施方式中，对高频区域，将其扫描速度调整为
Figure BDA0003809771010000072
将期采样周期
Figure BDA0003809771010000073
从而使得高频区域的单位距离采样次数
Figure BDA0003809771010000074
同理，对于低频区域，控制驱动机构提高定向天线的运动速度，并延长采样时间，减少在存在人体的低频区域浪费过多的扫描时间使得扫描效率低下。然而上述技术方案并不能完全排除低频区域存在人体的可能性，为了令人体检测的准确率更高，仍然需要对低频区域执行扫描，但可以将其扫描系数配置为尽可能小的数值，例如取
Figure BDA0003809771010000075
其中vmax为所述驱动机构驱动所述定向天线可达到的最高运动速度。当然，在实现使用中，为了保障机械结构的稳定性以及降低功耗，一般不建议采用αmin这样的极端数值。配置一个取值范围在0到1之间的平衡系数γ，使得vb＝γ·vmax且vb>v0，将
Figure BDA0003809771010000076
配置为扫描系数α的取值下限。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤具体包括：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
具体的，在扫描过程中，微波感应器的控制器持续对接收到的扫描反射信号的频率进行分析，确定其相比于扫描发射信号的频率是否发生变化。扫描反射信号的频率fr与扫描发射信号的频率ft之前的关系满足
Figure BDA0003809771010000077
其中
Figure BDA0003809771010000078
为当前扫描方向与目标物体运动方向之间的夹角。示例性的，扫描发射信号可以使用工作频率ft＝5.8GHz的毫米波，当检测到疑似人体区域的扫描反射信号的频率fr落入0.25Hz到7Hz之间时，则将疑似人体区域的采样数据输入到人体呼吸心跳微动信号模型中进行匹配，判断采样得到的数据是否符合人体呼吸心跳微动信号模型，从而确定目标区域是否存在人体。
如图3所示，本发明的第二方面提出了一种微波感应器，包括安装在室内空间中具有一定高度位置的用于对室内空间进行扫描的定向天线、用于驱动所述定向天线对室内空间进行扫描的驱动机构、用于接收扫描反射信号的信号接收器以及控制器，所述控制器被配置为：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测。
具体的，微波感应器通过定向天线持续发射单频持续信号，同时通过驱动机构驱动天线运动以对室内空间进行扫描，在扫描过程中，通过接收器按照预设的采样周期对扫描反射信号进行采样，根据扫描发射信号的发出时间与扫描反射信号的接收时间之间的时间延迟，结合定向天线当前的位置、姿态和/或角度即可换算得到目标位置的高度。
示例性的，如图2所示，微波感应器的定向天线可旋转地安装在室内天花板上，微波感应器的控制器控制定向天线发射单频持续信号，并控制驱动机构驱动定向天线进行旋转以对室内空间进行扫描，以当前定向天线扫描方向与天花板的夹角为θ为例，根据扫描发射信号与扫描反射信号间的时间延迟，换算得到当前扫描的目标位置与微波感应器的距离为l，可以计算得到目标位置的高度h＝H-l·sinθ。
进一步的，在本发明的一些实施方式中，配置地面边界对应的扫描角度，所述微波感应器以遍历地面边界包围的区域作为一个扫描周期执行周期性扫描，每一个扫描周期生成一个室内高度分布图，通过对多个不同扫描周期对应的室内高度分布图进行对比，即可发现高度变化符合人体结构的疑似人体区域，从而对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测，以降低环境震动或者其它微动物体对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。
进一步的，在上述的人体存在检测方法中，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤具体包括：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
进一步的，在上述的微波感应器中，在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，所述控制器被配置为：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤。
在上述实施方式的技术方案中，通过对一天内的多个室内高度分布图进行动态对比，可以对室内物品进行较为粗略的识别和分类，例如，可以将室内物品划分为固定高度物品、高度可变物品，其中固定高度物品根据其高度是否高于一定阈值，例如取80厘米至120厘米范围内的某个值作为阈值划分为可坐物品和不可坐物品，高度可变物品根据其高度变化前后的高度值是否低于上述阈值同样将其划分为可坐物品和不可坐物品，从而可以将可坐物品对应的区域配置为存在人体的高频区域，将不可坐物品对应的区域配置为存在人体的低频区域，进而分别配置不同的扫描系数。进一步的，将高度为0的区域配置为普通区域，将普通区域的扫描系数配置为默认扫描系数。
进一步的，在上述的微波感应器中，在分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数的步骤中，所述控制器被配置为：
设扫描系数为α，配置默认扫描系数为α＝1，高频区域的扫描系数为α>1的数值，低频区域的扫描系数为α<1的数值。
进一步的，在上述的微波感应器中，在按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤中，所述控制器被配置为：
获取默认扫描速度v0以及默认采样周期t0；
获取当前扫描区域的扫描系数α；
根据所述扫描系数控制所述扫描速度以及采样周期使得单位距离的采样次数满足
Figure BDA0003809771010000101
采用上述实施方式的技术方案，对于普通区域，以默认扫描速度以及默认采样周期进行扫描。对于高频区域，控制驱动机构降低定向天线的运动速度，并减小采样周期，从而提高高频区域的采样次数，例如，在上述实施方式中，对高频区域，将其扫描速度调整为
Figure BDA0003809771010000102
将期采样周期
Figure BDA0003809771010000103
从而使得高频区域的单位距离采样次数
Figure BDA0003809771010000104
同理，对于低频区域，控制驱动机构提高定向天线的运动速度，并延长采样时间，减少在存在人体的低频区域浪费过多的扫描时间使得扫描效率低下。然而上述技术方案并不能完全排除低频区域存在人体的可能性，为了令人体检测的准确率更高，仍然需要对低频区域执行扫描，但可以将其扫描系数配置为尽可能小的数值，例如取
Figure BDA0003809771010000105
其中vmax为所述驱动机构驱动所述定向天线可达到的最高运动速度。当然，在实现使用中，为了保障机械结构的稳定性以及降低功耗，一般不建议采用αmin这样的极端数值。配置一个取值范围在0到1之间的平衡系数γ，使得vb＝γ·vmax且vb>v0，将
Figure BDA0003809771010000106
配置为扫描系数α的取值下限。
进一步的，在上述的微波感应器中，在对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤中，所述控制器被配置为：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
具体的，在扫描过程中，微波感应器的控制器持续对接收到的扫描反射信号的频率进行分析，确定其相比于扫描发射信号的频率是否发生变化。扫描反射信号的频率fr与扫描发射信号的频率ft之前的关系满足
Figure BDA0003809771010000107
其中
Figure BDA0003809771010000108
为当前扫描方向与目标物体运动方向之间的夹角。示例性的，扫描发射信号可以使用工作频率ft＝5.8GHz的毫米波，当检测到疑似人体区域的扫描反射信号的频率fr落入0.25Hz到7Hz之间时，则将疑似人体区域的采样数据输入到人体呼吸心跳微动信号模型中进行匹配，判断采样得到的数据是否符合人体呼吸心跳微动信号模型，从而确定目标区域是否存在人体。
本发明提出一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器，通过周期性对室内空间进行扫描，根据扫描反射信号得到室内高度分布图，将一天内的室内高度分布图进行动态对比，确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测，能高降低环境因素对人体检测的干扰，提高人体检测的准确率。
应当说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
依照本发明的实施例如上文所述，这些实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然，根据以上描述，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (4)

1.一种基于微波感应的人体存在检测方法，其特征在于，包括：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测；
在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，还包括：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数，设扫描系数为，配置默认扫描系数为，高频区域的扫描系数为的数值，低频区域的扫描系数为的数值；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤具体包括：
获取默认扫描速度以及默认采样周期；
获取当前扫描区域的扫描系数；
根据所述扫描系数、所述默认扫描速度以及默认采样周期控制单位距离的采样次数使其满足；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤具体包括：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述当前室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述当前室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
2.根据权利要求1所述的人体存在检测方法，其特征在于，对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤具体包括：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
3.一种微波感应器，其特征在于，包括安装在室内空间中具有一定高度位置的用于对室内空间进行扫描的定向天线、用于驱动所述定向天线对室内空间进行扫描的驱动机构、用于接收扫描反射信号的信号接收器以及控制器，所述控制器被配置为：
周期性对室内空间进行扫描；
根据扫描反射信号得到室内高度分布图；
将一天内的室内高度分布图进行动态对比；
确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域；
对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测；
在根据扫描反射信号得到室内高度分布图的步骤之后，所述控制器被配置为：
根据所述室内高度分布图对室内物品进行识别；
按照所述室内物品的摆放将室内空间中的部分区域配置为存在人体的高频区域以及低频区域；
分别配置所述高频区域和所述低频区域的扫描系数，设扫描系数为，配置默认扫描系数为，高频区域的扫描系数为的数值，低频区域的扫描系数为的数值；
按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤；
在按照所述扫描系数执行所述周期性对室内空间进行扫描的步骤中，所述控制器被配置为：
获取默认扫描速度以及默认采样周期；
获取当前扫描区域的扫描系数；
根据所述扫描系数、所述默认扫描速度以及默认采样周期控制单位距离的采样次数使其满足；
在确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域的步骤中，所述控制器被配置为：
从一天内的多个室内高度分布图中获取室内每个区域的最小高度值；
使用所述最小高度值生成室内最小高度分布图；
使用当前室内高度分布图中每个区域的高度值减去室内最小高度分布图中相应区域的高度值，得到当前室内高度差值分布图；
对所述当前室内高度差值分布图每个区域与相邻区域的高度差值进行求导得到当前室内高度变化边缘图像；
根据所述当前室内高度变化边缘图像确定是否存在高度变化符合人体结构的疑似人体区域。
4.根据权利要求2所述的微波感应器，其特征在于，在对疑似人体区域执行呼吸心跳微动检测的步骤中，所述控制器被配置为：
确定所述疑似人体区域的扫描反射信号的频率相对于扫描发射信号的频率是否发生变化；
将所述疑似人体区域的扫描反射信号以及扫描发射信号输入人体呼吸心跳微动信号模型以确定所述疑似人体区域是否存在人体。
CN202211008002.6A 2022-08-22 2022-08-22 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器 Active CN115236661B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211008002.6A CN115236661B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211008002.6A CN115236661B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN115236661A CN115236661A (zh) 2022-10-25
CN115236661B true CN115236661B (zh) 2023-04-07

Family

ID=83681901

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211008002.6A Active CN115236661B (zh) 2022-08-22 2022-08-22 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN115236661B (zh)

Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318765A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Matsushita Electric Works Ltd 人体検知装置
JPH11133151A (ja) * 1997-10-27 1999-05-21 Matsushita Electric Works Ltd 人体検出装置
JP2008224528A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Yamagata Chinoo:Kk 人体検知装置
CN105631852A (zh) * 2015-11-03 2016-06-01 四川长虹电器股份有限公司 基于深度图像等高线的室内人体检测方法
CN106714423A (zh) * 2017-01-09 2017-05-24 深圳迈睿智能科技有限公司 一种实现可区分状态的微波感应装置的方法
CN109239706A (zh) * 2018-08-27 2019-01-18 苏州矽典微智能科技有限公司 一种基于毫米波的人体检测方法及装置
CN111412788A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 湖南科技大学 雷场疑似目标探测系统
CN112418038A (zh) * 2020-11-13 2021-02-26 深圳市优必选科技股份有限公司 人体检测方法、装置、电子设备及介质
CN112464782A (zh) * 2020-11-24 2021-03-09 惠州华阳通用电子有限公司 一种行人识别方法和系统
CN112816981A (zh) * 2021-01-22 2021-05-18 深圳迈睿智能科技有限公司 提高人体存在探测可靠度的微波探测装置和探测方法
CN113109808A (zh) * 2021-04-01 2021-07-13 深圳迈睿智能科技有限公司 基于存在探测的多普勒信号处理方法和装置
CN113466851A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 富士通株式会社 人体姿态检测方法、装置和数据处理设备
CN113537035A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 宁波溪棠信息科技有限公司 人体目标检测方法、装置、电子装置和存储介质
CN113848544A (zh) * 2021-08-03 2021-12-28 隔空微电子（广州）有限公司 基于多普勒雷达的人体存在感应检测方法、装置、存储介质
CN114355469A (zh) * 2021-01-22 2022-04-15 深圳迈睿智能科技有限公司 存在探测装置及其探测范围界定方法
CN114384507A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 杭州中电燃帝科技有限公司 一种基于多普勒微波感应的人体识别算法及传感器
CN114910903A (zh) * 2022-05-27 2022-08-16 深圳迈睿智能科技有限公司 环境自适应式微波探测装置及其环境自适应方法

Patent Citations (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09318765A (ja) * 1996-05-27 1997-12-12 Matsushita Electric Works Ltd 人体検知装置
JPH11133151A (ja) * 1997-10-27 1999-05-21 Matsushita Electric Works Ltd 人体検出装置
JP2008224528A (ja) * 2007-03-14 2008-09-25 Yamagata Chinoo:Kk 人体検知装置
CN105631852A (zh) * 2015-11-03 2016-06-01 四川长虹电器股份有限公司 基于深度图像等高线的室内人体检测方法
CN106714423A (zh) * 2017-01-09 2017-05-24 深圳迈睿智能科技有限公司 一种实现可区分状态的微波感应装置的方法
CN109239706A (zh) * 2018-08-27 2019-01-18 苏州矽典微智能科技有限公司 一种基于毫米波的人体检测方法及装置
CN111412788A (zh) * 2020-03-26 2020-07-14 湖南科技大学 雷场疑似目标探测系统
CN113466851A (zh) * 2020-03-30 2021-10-01 富士通株式会社 人体姿态检测方法、装置和数据处理设备
CN112418038A (zh) * 2020-11-13 2021-02-26 深圳市优必选科技股份有限公司 人体检测方法、装置、电子设备及介质
CN112464782A (zh) * 2020-11-24 2021-03-09 惠州华阳通用电子有限公司 一种行人识别方法和系统
CN112816981A (zh) * 2021-01-22 2021-05-18 深圳迈睿智能科技有限公司 提高人体存在探测可靠度的微波探测装置和探测方法
CN114355469A (zh) * 2021-01-22 2022-04-15 深圳迈睿智能科技有限公司 存在探测装置及其探测范围界定方法
CN113109808A (zh) * 2021-04-01 2021-07-13 深圳迈睿智能科技有限公司 基于存在探测的多普勒信号处理方法和装置
CN113537035A (zh) * 2021-07-12 2021-10-22 宁波溪棠信息科技有限公司 人体目标检测方法、装置、电子装置和存储介质
CN113848544A (zh) * 2021-08-03 2021-12-28 隔空微电子（广州）有限公司 基于多普勒雷达的人体存在感应检测方法、装置、存储介质
CN114384507A (zh) * 2021-12-17 2022-04-22 杭州中电燃帝科技有限公司 一种基于多普勒微波感应的人体识别算法及传感器
CN114910903A (zh) * 2022-05-27 2022-08-16 深圳迈睿智能科技有限公司 环境自适应式微波探测装置及其环境自适应方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN115236661A (zh) 2022-10-25

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110045370B (zh) 基于毫米波雷达的人体感知方法及其系统
CN110045359B (zh) 微波探测器及其抗干扰方法和微波探测方法
US8224594B2 (en) Apparatus and method for dynamic peak detection, identification, and tracking in level gauging applications
US9846227B2 (en) Multi-sensor surveillance system for monitoring a space and detection of objects
US20040140886A1 (en) Trailer cargo detection using ultrasonic transducers
WO2006137477A1 (ja) 侵入検知センサ
JP6827216B2 (ja) 検知装置、及び制御システム
JP2002228744A (ja) 侵入物体検出方法および侵入物体検出システム
CN105191507B (zh) 缓解感测中的扰动
CN115236661B (zh) 一种基于微波感应的人体存在检测方法及微波感应器
JP6835784B2 (ja) 生体情報検出装置
CN115219996A (zh) 基于微波动态传感的抗干扰空间管理方法和微波探测装置
CN111856592A (zh) 室内活体监测装置和方法
CN115167455A (zh) 一种自主移动设备控制方法及自主移动设备
JPH08129067A (ja) 気象状況を推定することができる距離計測装置および距離計測方法
JP6745489B2 (ja) 検知装置
CN210514614U (zh) 一种运动探测系统
CN112183636B (zh) 生物体检测方法和装置
CN211060416U (zh) 一种手势控制装置及具有手势控制功能的电热水器
CN113154618B (zh) 一种空调的控制方法、装置、空调、存储介质及处理器
JP6835781B2 (ja) 生体情報検出装置
JP2020056630A (ja) 生体情報検出装置
CN220019916U (zh) 一种人体检测系统
JP7308470B2 (ja) 信号処理システム、センサシステム、信号処理方法、及びプログラム
JP6835783B2 (ja) 生体情報検出装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20240221

Address after: Room 1305, Building 1, Songhu Zhigu Industrial Building, No. 9, Yanhe South Road, Liaobu Town, Dongguan City, Guangdong Province, 523400

Patentee after: Dongguan Haiyue Intelligent Technology Co.,Ltd.

Country or region after: China

Address before: 518000 workshop A1, Kangwei science and Technology Park, Hongtian Road, Huangpu Community, Xinqiao street, Bao'an District, Shenzhen, Guangdong

Patentee before: SHENZHEN HAIXING TECHNOLOGY Co.,Ltd.

Country or region before: China

TR01 Transfer of patent right