利用热释电红外传感器探测人体运动特征

热释电红外(PIR)传感器探测人体发出的红外辐射,在有效探测范围内可实现运动人体的检测.由于它的低成本低功耗,在入侵检测及自动照明控制等方面有广泛的应用.本文对用这种传感器提取人体行走时的运动特征进行了研究.人作为动态的分布式的红外源由体貌特征及步态特征所决定,利用探头表面安装有菲涅耳透镜的PIR传感器得到时域电压信号,对信号的频谱特性进行分析来解析人体的运动特征.采用主成分分析方法对不同个体不同速度的数据进行分类,探讨了这种方式应用于人体运动特征信息的提取及分类识别的可行性.实验结果表明,不同的人以不同的速度步行的频谱数据足以用来分类识别,为安全级别较低场所的人体身份识别提供了一种低成本的方案.     

基于小波熵的低误报率人体热释电红外信号识别

提出一种基于双密度双树复小波变换小波熵特征的热释电红外(PIR)信号人体识别方法.首先对人体和狗的PIR探测器输出信号进行去噪预处理,然后提取信号的双密度双树复小波变换的小波熵作为特征,最后采用最小二乘支持向量机对特征进行分类.实验结果表明:所提取的特征及分类方法对人体与狗的热释电红外信号的识别率可达93.6%.因此该识别方法能大大降低PIR探测器的误报率,并可进一步提升PIR探测器在安防和智能家居系统中应用.     

基于特征子模式典型相关分析的热释电红外信号识别

为使现有热释电红外(PIR)探测器具有识别检测区域内红外辐射源的功能,提出一种基于典型相关分析(CCA)特征融合的人体和非人体PIR信号识别方法.该方法首先提取PIR信号的频谱和小波包熵特征,然后对频谱进行子模式划分,并分别与小波包熵特征进行CCA融合,把融合后的结果作为判别信息,从而实现了特征融合且消除了特征之间的信...     

基于热释电探测器的人体红外感应单元设计

针对现有的人体定位系统中红外感应单元探测距离小、信号处理复杂等问题,提出了一种基于热释电探测器的红外感应单元。通过锗窗口光学透镜对热释电探测器进行调制,减小感应视场角度,提高感应方向性和抗干扰能力,设计信号调理电路对输出信号进行放大滤波。采用锥形外形结构增强聚焦能力,拉长探测距离,便于实现大范围定位。实验结果表明红外感应单元的最远探测距离达到45 m,并绘制了红外感应单元的感应视场图。     

一种角速度信息辅助的行人计步参数检测方法

在穿戴腰式行人导航系统中,行人做弯腰、上下蹲等原地起伏动作时会引起传统峰值检测法步数检测误差。为补偿此项误差,在对人体腰部运动特征分析基础上,提出一种引入角速度信息辅助的行人步数检测方法。此方法先提取人体前向、侧向角速度信息来判断行人是否前进,并联合垂向加速度计输出的峰值信号,进行组合步数检测。在对27组引入原地起伏动作的行走实验中,应用峰值检测法和本文方法检测步数的平均准确率分别是85.8%、98.84%。实验结果表明,提出的方法能有效减少原地起伏动作导致的步数误差,且具有较高的可靠性。     

一种频域特征提取自编码器及其在故障诊断中的应用研究

提出一种可以直接从振动信号中提取频域特征的非对称自编码器方法。与传统自编码器以重构振动信号作为目标输出不同,频域自编码器使用振动信号的频谱作为目标输出,这种非对称的自编码器可以学习振动信号与其频谱之间的映射关系,使得编码器可以输出频域特征。为了说明提出的频域自编码器的特征提取效果,在轴承数据集上进行特征提取和故障诊断实验,在没有引入标签信息的情况下,频域自编码器提取到的特征表现出较好的聚类效果,能够区分轴承的不同故障类型;进一步进行了泛化实验,训练分类器时使用1%的有标签样本,可以达到90%以上的故障分类准确率。实验结果表明,频域自编码器与传统自编码器相比,可以更好地提取振动信号的故障特征信息,具有一定的实用价值。     

一种新型食品工业金属探测器的研制

提出采用高频探测信号提高探测器的灵敏度,采用频域分析法提高探测器的抗干扰能力,从而找到了提高金属探测效鼻果的新思路,并用实验结果证明了该方法的有效性。     

一种面向运动解码的 EEG-fNIRS 时频特征融合 与协同分类方法

脑功能成像技术可以反映人体运动时的大脑生理变化,进而解码运动状态,但单模态信号反映的大脑生理信息存在局 限性。 为此,本文提出了一种基于 EEG 和 fNIRS 信号的时频特征融合与协同分类方法,利用脑神经电活动和血氧信息的互补 特性提高运动状态解码精度。 首先,提取 EEG 的小波包能量熵特征,使用双向长短期记忆网络(Bi-LSTM)提取 fNIRS 的时域特 征,将两类特征组合得到包含时频域信息的融合特征,实现 EEG 和 fNIRS 不同层次特征的信息互补。 然后,利用 1DCNN 提取 融合特征深层次信息。 最后,采用全连接神经网络进行任务分类。 将所提方法应用于公开数据集,本文所提的 EEG-fNIRS 信号 协同分类方法准确率为 95. 31% ,较单模态分类高 7. 81% ~ 9. 60% 。 结果表明,该方法充分融合了两互补信号的时频域信息,提 高了对左右手握力运动的分类准确率。     

热释电红外传感器在生物特征识别领域中的研究进展

步态识别作为生物特征识别技术的一个新兴子领域,旨在根据人的行走姿势实现对个体身份的识别。人行走过程中身体各部分的红外热辐射信号具有某种个体特征,该特征信息能够被热释电红外传感嚣有效检测。通过分析传感器的输出信号,就可以提取出人体运动的特征性数据,实现对不同人、不同运动状态的识别。本文对热释电红外传感器应用于生物特征识别领域的研究进展进行论述,从传感器的探测原理、在步态识别中的应用以及热释电信息的特征提取与分类算法进行总结,并对当前该研究方向上亟待解决的问题作简要的分析。     

基于人体步态识别的热释电红外传感报警系统

针对热释电红外传感器对运动后静止的人体无法感应的缺点,设计了一种基于人体步态识别的热释电红外报警系统,大大提高了系统感知智能度,减少了报警的误报率.该系统利用热释电红外传感器(PIR)作为探头,将感测到人体的红外信息转换成电压信号,通过滤波、放大等信号调理以及经过数据采集后,将信号传递给单片机处理,结合人体运动特征进行...     

基于不同积分时间帧累加的红外图像超帧方法

针对大多数常规红外成像系统单帧成帧时间内探测器组件响应动态范围有限,以及超帧算法需要借助其他复杂装置或专用电路的不足,提出了一种基于不同积分时间帧累加的红外图像超帧处理方法,采用电子学处理方法对整个超帧处理过程进行了研究。分析了限制红外探测器响应动态范围的原因,简单介绍了帧积分方法的原理和利弊。然后对不同积分时间下获得的图像进行了非均匀性校正、帧信息融合和新帧映射。实验结果表明:本文方法提高了系统的噪声等效温差(NETD),捕获了更多的场景原始图像信息,丰富了图像的灰度层次,增加了图像的信息熵。该方法能够等效拓展探测器的响应动态范围,增加场景原始信息的捕获,提高成像系统的输出信号信噪比以及探测灵敏度。     

天基目标瞄准中多传感器联合探测问题研究

空间目标的精确瞄准是进行诸多空间任务的基础。由于空间目标的特殊性，要在远距离针对高速飞行目标获得多种背景下的高捕获概率，依靠单独探测器很难完成。 本文提出了一种利用地基雷达预测目标飞行轨道，预测出目标的飞行轨迹，使天基探测设备在一个置信度较高的区域搜索；结合天基平台的红外激光，以及可见光探测方法，采用先进的信息融合技术的方法，保证在不同的背景下获得高的目标捕获概率。文中分析了在现有设备的技术能力下，满足基本的空间有效载荷的要求时，采用多探测器对典型目标的探测距离与探测概率的关系，得出在不同背景下它们的联合探测概率，为实施天基目标的瞄准提供了一条解决途径。     

Signal Processing Circuit Design of Infrared Detection System with SO2 Concentration Based on Correlation Filter Technology

Signals from infrared detector are very weak in SO2 concentration measuring system.In order to improve the sensitivity of detection,combining with filter correlation technology and infrared absorption principle,the weak signal processing circuit is designed according to correlation detection technology.Under laboratory conditions,system performance of SO2 concentration is tested,and the experimental data are analyzed and processed.Then relationship of SO2 concentration and the measuring voltage is provided to prove that the design improves measuring sensitivity of the system.     

超宽带步进变频雷达人体呼吸检测方法研究

针对生命体检测技术中呼吸频率检测问题进行了研究,提出了利用超宽带步进变频雷达对生命体在一维距离域上成像的同时检测其呼吸频率的方法。该方法首先利用步进频率的回波数据得到目标的一维距离像,然后在一维距离像中目标信号两边作滤波,滤波后可将微弱的呼吸频率从噪声中提取出来,实现检测生命体呼吸频率的目的。该方法可将载有呼吸频率信号的目标一维像从距离域中截取出来,使得人体微动以及其他距离域上的干扰频率被抑制掉,提高了回波信号的信噪比。     

钢球检测仪中步进电机控制方法的研究

文中主要针对钢球表面质量检测仪中步进电机控制方法进行了研究,提出运动控制卡与单片机相结合的控制方案,并建立了步进电机加减速控制的数学模型,在此模型基础上应用美国NI公司的PCI-7342运动控制卡结合STC单片机,完成了仪器中的上料、表面展开、分选电机的控制,利用PCI-7342的D／A模块与单片机进行硬触发,实现各个运动控制模块之间的逻辑关系,通过脉宽调制避免电机频繁启停而失步的问题。     

一种雷电探测的红外光学辅助探测电路

雷电探测技术是雷电科学的重要研究领域,该文设计了一种雷电探测的光学辅助探测电路。该电路在现有电磁场强度的雷电探测仪基础上增设光学辅助探测电路,利用光电管探测到的闪电红外光信号对雷电发生的个数和方位进行辅助确认,从而起到提高雷电探测精度的作用。     

基于ARM的疲劳裂纹扩展试验摄像头运动控制系统

在疲劳裂纹扩展试验中,疲劳裂纹的自动跟踪是十分必要的.针对疲劳裂纹自动跟踪的问题,首先建立起了以步进电机为运动机构的摄像头云台系统,使用ARM作为步进电机控制器,然后由PC机对摄像头采集到的裂纹图像进行图像处理并转化为电机运动控制信号,最后将控制信号通过串口传送到ARM中.研究结果表明,摄像头运动系统定位精度为0.05...     

基于正弦高斯混合模型的磁目标通用快速检测

在诸如潜艇等磁目标的探测问题中,被测磁目标信号可能表现出参数待定的磁异信号或极低频磁信号的特征。提出了一种可同时检测参数待定的微弱磁异信号和微弱极低频磁信号的通用快速检测方法。通过抓住磁异信号和极低频磁信号在统计上共同具有的分段类正弦特征,建立了正弦高斯混合模型,实现了对参数待定的磁异信号和极低频磁信号的通用建模。基于正弦高斯混合模型和序贯检测理论构建了一种累积和检测器,实现了对微弱磁异信号和微弱极低频磁信号的通用快速检测,给出了未知模型参数的确定方法,分析了所构建检测器的序贯检测性能。并进一步研究了所构建检测器对不同的微弱磁异信号和微弱极低频磁信号的检测性能。在以地磁为背景的磁目标探测系统实验中,验证了所构建检测器对微弱磁异信号和微弱极低频磁信号的通用性和快速性。实验表明,所构建检测器的信噪比可低至-8 dB,计算量相比于传统检测方法降低4个量级。     

差分式中红外一氧化碳检测仪的研制

根据CO分子在中红外波段的吸收特性,利用红外热辐射光源(IR55)和双通道热释电探测器(LM244),研制了一种差分式CO检测仪。通过双通道锁相放大器对探测器输出的两路信号进行处理,有效地抑制了系统噪声,提高了仪器的检测精度。介绍了系统的检测原理,给出了光学系统和双通道锁相放大器的实现方案,该锁相放大器能提取的最小标准信号幅度为1 m V,移相误差小于0.2%。利用配备的体积分数为0~1×10~(-3)的CO样品,开展了气体检测实验。实验结果表明:系统的检测下限为1×10~(-5),相对测量误差小于15%。当气体体积分数为0×10~(-6)时,测得浓度的波动范围为-5.2×10~(-6)~6.2×10~(-6)。考虑静态配气时气体在气室中扩散的时间,仪器的响应时间约为58~62 s。同基于量子级联激光器和分布反馈激光器的CO检测仪相比,所研制的仪器具有结构简单、性价比高等优势,在煤矿、环保等场合的CO检测方面具有较好的应用前景。