【摘 要】
:
随着社会的发展和科技的进步,人们对于身份识别的需求不再仅仅局限于识别的安全性,也在一定程度上呈现了追求便利和保护个人隐私的特点。基于雷达微多普勒的步态身份识别作为一种新兴的生物识别技术,不受天气、光线的影响,不仅不需要用户的主动配合,还可以在远距离以及佩戴口罩、面具甚至卧室等场景下工作,在提高便利性的同时也兼顾了用户的隐私。因此,基于雷达微多普勒的步态身份识别在安全监控、门禁系统、人机交互、智能家
论文部分内容阅读
随着社会的发展和科技的进步,人们对于身份识别的需求不再仅仅局限于识别的安全性,也在一定程度上呈现了追求便利和保护个人隐私的特点。基于雷达微多普勒的步态身份识别作为一种新兴的生物识别技术,不受天气、光线的影响,不仅不需要用户的主动配合,还可以在远距离以及佩戴口罩、面具甚至卧室等场景下工作,在提高便利性的同时也兼顾了用户的隐私。因此,基于雷达微多普勒的步态身份识别在安全监控、门禁系统、人机交互、智能家居等领域都具有广泛的应用前景和经济价值。本文针对基于雷达微多普勒的步态身份识别,对单一步态模式、多种步态模式以及多个行人目标等关键问题进行了深入研究,主要工作如下:(1)提出了一种新的双通道网络结构(CNN+RNN)用于步态特征的提取和识别。本文研究了神经网络的相关理论,并在通常用于识别的卷积神经网络结构中加入了可以提取时间信息的网络分支(循环神经网络结构),通过提取不同维度的特征并融合来实现身份的稳定识别。(2)研究了单一步态模式下的步态身份识别并通过所提出的CNN+RNN网络结构实现了识别方法的长时间稳定性。人体的微多普勒会根据观测对象的变化(例如服饰的不同和步行姿势的轻微不同)产生变化,因此探讨识别方法关于时间的稳定性是有必要的。本文通过短时傅立叶变换处理雷达数据,得到相应的微多普勒特征,采用CNN+RNN的网络结构,探讨了所提出的步态识别方法在不同时间段内的稳定性,结果表明识别准确度均可以达到90%以上。(3)研究了多种步态模式下的步态身份识别。现实生活中行人目标会存在多种步态模式,本文将单一的步态模式扩展到生活中三种常见的步态模式(步行、慢跑和带书走路),探索了基于77 GHz毫米波雷达在多步态模式下进行身份识别的可行性。在本文中雷达采集到的原始信号经过处理后以微多普勒谱图的方式呈现,然后采用CNN+RNN进行谱图的分类和识别。在三种步态模式的情况下,网络的识别准确度可以达到95%以上。另外,即使受试者以训练集中未包括的其他步态模式行走,该方法也可以识别其身份。(4)提出了多个行人目标场景下的多用户身份识别方法。由于回波信号的叠加,同时识别在雷达视场中移动的多个行人目标(尤其是并排行走的多人目标)是一项具有挑战性的任务。本文首先采用基于密度的聚类算法分离不同目标的散射点群组,然后基于卡尔曼滤波进行轨迹跟踪并提取出各目标的微多普勒特征,最后利用CNN+RNN实现步态识别。实验结果表明,该方法在两人、三人并行的情况下分别可以达到90.3%、89.9%的识别准确度。综上,本文对各种复杂场景下的步态身份识别方法进行了研究,所提出的网络结构可以实现单一步态模式以及多种步态模式下的身份识别且具有一定的时间稳定性,并针对多个行人目标并行的场景提出了多用户识别方法。研究结果表明,本文提出的识别方法在各种场景下均可达到较高的准确度。
其他文献
深空探测是继卫星应用技术和载人航天技术之后的又一个航天技术发展领域。随着全球各个国家和地区在航天事业上的发展和竞争,深空探测已成为现在以及未来研究的热点之一。为了保证深空探测活动的顺利进行,确保航天器之间、航天器与地面站以及空间站之间的正常通信显得至关重要。目前PSK、PAM以及QAM等线性调制方式仍然是深空通信研究的主流,伴随着现阶段深空探测的深入发展以及探测任务的增多,线性调制方式逐渐无法满足
行人检测是机器视觉领域的一项重要研究课题,在智能交通、行人重识别、行为分析、智能机器人等场景中发挥着关键作用。为了准确、快速、稳定地检测各种场景下、各种姿态、各种尺寸的行人目标,众多行人检测算法相继提出。本文在前人工作的基础上,深入研究了多种基于视觉的行人检测方法,并提出了相应的改进方法,主要工作如下:首先,提出了一种基于选择搜索(Selective Search,SS)算法和可变形部件模型(De
监控系统已经广泛地应用在我们的日常生活中,极大地保障了人们生命和财产的安全。随着科技进步,其发展也越来越趋向于智能化。固定摄像头的监控往往容易存在死角,而小型无人机由于其灵活性,成为监控系统中一个很好的补充,近年来在安防监控领域发挥着越来越重要的作用。人体行为识别是视频理解中的一项关键技术。考虑到无人机平台的算力有限、识别速度要求,以及无人机航拍视频中人体动作的特点,本文对无人机航拍视频中的人体行
无人机(Unmanned Aerial Vehicle,UAV)由于低成本、部署灵活和固有的移动性,引起了国内外政府、学术界、工业界、军事领域和民用领域的广泛关注。与地面通信系统相比,无人机通信系统具有良好的信道情况,在无直链链路的情况下可以作为空中中继辅助地面节点进行远距离通信,被广泛应用于地震火灾等应急场景。然而电池容量有限等问题限制了中继无人机(Relay Unmanned Aerial V
低截获概率雷达可以在完成雷达探测、跟踪、定位和识别等任务的同时降低被敌方电子情报系统发现的概率,从而最大程度地降低敌方的反应能力,甚至让敌方丧失反应能力。随着侦察设备与雷达之间的对抗加剧,雷达系统的射频隐身性能直接影响到武器装备的作战能力和生存能力。低截获概率雷达技术逐渐成为研究热点。军事信息化技术的竞争促进了雷达信号设计与信号处理技术的发展。利用信息论作为设计波形的优化准则是常见的一种思路,可以
当实测目标表现为多个强散射点构成的集合体时,往往得到的雷达回波为微动多分量信号。但由每个分量微动产生的微多普勒特征则暗含了各自部件的结构和运动细节等信息。因此多分量信号分离是利用微多普勒特征进行运动意图判别以及目标精细特征刻画的前提。本文基于构建的统一微多普勒多分量雷达回波模型,分别实现了非规则调频、部分数据缺失和弱微动等复杂情况下的雷达微动多分量信号分离算法研究。主要工作如下:(1)针对包含微动
除草剂销售额占全球农药总销售额的一半以上。然而,除草剂长期、大量的使用,导致杂草的抗药性日益严重。因此,除草剂新分子靶标或新作用机制的发现就显得尤为迫切。鉴于此,本文总结了近几十年来现有除草剂分子靶标的种类、生物化学功能和三维结构的研究进展,以及代表性商品化的除草剂。在此基础上,对除草剂分子靶标发现的现状以及新技术进行了展望。本综述可为除草剂分子靶标的发现以及绿色除草剂的创制提供一定参考。
无人机信道的非平稳特性、快变性和三维移动是影响无人机通信系统稳定性和可靠性的主要因素。无人机信道的研究对深入了解信号在空地电磁传播环境中传播机理起着至关重要的作用。本文研究信道建模、信道测量方法和统计特性,基于无人机飞行场景下信道的快变特性,构建支持三维运动的无人机非平稳信道模型,对无人机信道二阶统计特性进行详细推导和仿真分析,研究散射体位置和平稳间隔内多普勒频率计算方法对统计特性的影响,通过校园
红外成像探测系统根据红外辐射能量的差异对目标和背景进行有效区分,实现目标检测。该系统隐蔽性高、抗干扰能力强、可夜间工作,具有极高的军事价值。红外小目标检测作为其关键技术之一,一直是预警侦察、防空武器等领域的研究热点。为了满足实际应用对红外小目标检测技术提出准确、实时、鲁棒的要求,针对复杂场景应用,本文开展了对相应的小目标检测方法全面深入地研究。全文主要工作如下:首先,研究了一种基于鲁棒主成分分析(
随着航空航天遥感技术的快速发展,近红外波段的光学遥感图像和微波波段的合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar,SAR)遥感图像成为对地观测的重要信息来源。光学遥感图像接近人眼感知,处理技术成熟;星载SAR图像全天时全天候获取,采集方式可靠。如何合理利用两种遥感影像数据,满足环境实况记录、场景监测和变更检测等需求,成为遥感图像处理的核心问题。近年来,星载SAR成像算法取得了突破