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申请/专利权人：电子科技大学

摘要：本发明提供一种基于声波FMCW的高精度实时人体测距方法，基于感知区域内人体对声波信号的反射，通过提取发射声波与接收声波的互相关包络实现对静止和运动人体的实时测距。将每个周期直射信号的接收时间作为测距起始时间。本发明基于人体运动的连续性，在起始时间段内提取所有可能的互相关包络，选择波动最小的波峰序列对应的距离作为人体的初始距离。鉴于人体运动引入了额外的多径信息，提取到的互相关包络中可能存在干扰峰，本发明通过结合静态包络消除和前后周期包络相减的方法来消除这些干扰，提高对运动人体的测距精度。为解决实时性不足的问题，本发明基于上一周期人体波峰位置，在当前周期的候选波峰中选择最接近者作为测距结果。

主权项：1.一种基于声波FMCW的高精度实时人体测距方法，其特征在于，包括以下步骤：一、初始化步骤：扬声器与麦克风同位于同一位置，麦克风用于实时接收环境中的声波信号；扬声器周期性在人耳不可听的预设带宽中发送有固定时间间隔的FMCW声波信号；确定扬声器的启动时间：从发射信号与麦克风收到的接收信号的互相关包络中出现第一个显著波峰所对应的时间作为确定麦克风接收到来自扬声器的直射信号的时间，将麦克风接收到来自扬声器的直射信号的时间作为每周期起始时间；所述显著波峰为明显大于其后若干波峰；采集静态环境信息：在没有人的环境中采集一段时间的静态环境信号，计算静态环境中接收信号和发射信号的互相关结果，并应用希尔伯特变换得到静态环境包络信息；确定人体初始距离：从初始周期起始时间起的时段内的接收信号和发射信号的互相关包络中消除静态环境包络信息得到当前的静态消除包络，再在当前的静态消除包络的所有波峰中，选择最稳定的波峰位置计算得到人体的初始距离，进入步骤二：二、周期性人体测距步骤：确定当前周期测距开始时间：从当前的静态消除包络中找出第一个显著波峰出现的时间作为当前接收直射信号的时间，即当前周期人体测距的开始时间；多径消除：以当前周期人体测距的开始时间为基准，从接收信号中截取大于周期时间长度的一段信号为截取信号，再计算出截取信号和发送信号的互相关包络，消除当前的互相关包络中的静态环境包络信息得到当前的静态消除包络，将当前的静态消除包络减去上一周期的静态消除包络得到动态消除包络；确定人体当前波峰：将静态消除包络中的所有波峰作为静态消除包络待选波峰，将动态消除包络中的所有波峰作为动态消除包络待选波峰；分别从静态消除包络待选波峰与动态消除包络待选波峰中取出第一个波峰，计算其与上一周期人体波峰位置之间的距离；取两个距离的最小值作为前后两次人体波峰位置差异值；当前后两次人体波峰位置差异值小于等于预设差异容忍值，则将该波峰的位置选定为与人体相关联的波峰，并进行异常值判断；否则，判定该波峰不是人体关联的波峰，从静态消除包络待选波峰与动态消除包络待选波峰中删除该波峰后，返回本子步骤；异常值判断：判断当前的人体相关联的波峰是否出现异常波动，如是，则将上一周期的人体波峰位置作为当前人体波峰位置，否则，将当前的人体相关联的波峰位置作为当前人体波峰位置；确定人体当前距离：根据人体波峰位置计算得到当前人体距离，完成当前的人体测距，返回步骤二开始下一周期的人体测距。

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百度查询： 电子科技大学 一种基于声波FMCW的高精度实时人体测距方法