论文部分内容阅读
人体检测是目前科研工作者研究的热门方向之一,不管在国防军事领域、还是在城市安防等与广大民众息息相关的生产生活中,都有着重要的研究价值和广泛的应用前景。热释电红外(PIR,Passive Infrared)探测器,因其灵敏度高、功耗低、性能稳定、成本低廉等优势,被广泛应用于自动入侵、人体特征识别、方位检测等领域,本文在研究了前人相关设计的基础上,通过硬件设计搭建实验平台进行了大量的数据采集和分析,通过时域及频域算法设计,确定了最终方案,成功实现了运动人体定位和简单运动形态检测。从定位精度、定位范围、稳定性、功耗、成本等多方面因素考虑,热释电PIR探测器是实现人体定位最合适的传感器之一。设计中,通过光学透镜调制和加外部结构的方式,减小传感器的感应视场,以提高传感器感应的方向性,增强聚光能力,以拉长传感器的探测距离,完成了大范围定位。搭建了实验平台,对热释电PIR探测器感应的不同人体动作的信号进行了时域和频域上的特征提取,通过仿真和实验,分析了实现走、跑、跳、蹲四个动作识别的可行性,设计了滤波和动作识别算法,以从踏步过程中跳跃动作的提取和计步为例,进行了算法验证。并通过改变安装高度、实验者距离、走路姿势等参数和实验条件,研究外部条件对感应结果的影响。通过设计实验,验证了红外感应单元的最远探测距离可以达到45m,并且得出了红外感应单元的感应视场范围图。通过户外实验,验证人体目标的方位及动作形态的检测。已有的热释电PIR探测器人体检测系统都是只能实现目标定位,或是只能对运动形态进行2-3m范围内的检测,本设计不仅实现了远距离人体目标定位,而且同时实现了对12m范围内目标的简单动作检测。设计稳定性高,功耗低,且抗干扰能力强,具有重要的理论意义和使用价值。