人體與非人體PIR信號識別

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人體與非人體PIR信號的AR識別模型研究

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文

學(xué)生姓名：賀莉芳

指導(dǎo)教師：龔衛(wèi)國教授專業(yè)：儀器科學(xué)與技術(shù)學(xué)科門類：工學(xué)

重慶大學(xué)光電工程學(xué)院

二O一一年四月

ResearchonARRecognitionModelofHumanandNon-humanPIRSignal

AThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforthe

DegreeofMasterofEngineering

ByHeLifang

SupervisedbyProf.GongWeiguo

Major：InstrumentScienceandTechnology

CollegeofOpto-electronicEngineeringofChongqingUniversity,

Chongqing,ChinaApril,2023

重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文中文摘要

摘要

隨著國內(nèi)安防市場的飛速發(fā)展，國家和地方都加大了對公共場所和居民小區(qū)安防設(shè)備的投入。熱釋電紅外（PIR）探測器能夠在常溫下檢測探測器敏感區(qū)域內(nèi)的移動紅外輻射源并實(shí)現(xiàn)運(yùn)動人體的檢測。其性價(jià)比高、隱蔽性好、性能穩(wěn)定、且無光照要求，是入侵報(bào)警系統(tǒng)中最常見的監(jiān)控產(chǎn)品之一，廣泛的應(yīng)用于安防領(lǐng)域。但是，目前市場上通用的PIR探測器普遍都存在嚴(yán)重的誤報(bào)和漏報(bào)現(xiàn)象，使得PIR探測器在公共場所和居民小區(qū)等安防建設(shè)中的推廣面臨著嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。通過深入分析PIR探測器原理發(fā)現(xiàn)造成誤報(bào)漏報(bào)的主要原因是：沒有充分利用信號處理技術(shù)深入挖掘信號的特征。因此，以PIR探測器的深入研究為基礎(chǔ)，充分利用信號處理技術(shù)提高PIR探測器的工作性能，設(shè)計(jì)出低誤報(bào)漏報(bào)率的智能PIR探測器具有重要的實(shí)用意義和學(xué)術(shù)意義。本論文針對PIR探測器的信號處理和智能PIR探測器的設(shè)計(jì)展開研究，主要研究內(nèi)容包括：

1）PIR信號數(shù)據(jù)庫的建立。為采集數(shù)據(jù)首先研制一套PIR信號采集裝置，采用通用的PIR探測器（RE200B型PIR傳感器）對探測區(qū)域的人體和非人體紅外熱源進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。分別采集人體隨機(jī)運(yùn)動路徑、隨機(jī)速度數(shù)據(jù)；非人體（不同大小的狗、雞等）隨機(jī)運(yùn)動路徑、隨機(jī)速度數(shù)據(jù)；在不同環(huán)境不同天氣下的人體和非人體數(shù)據(jù)。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)建立人體PIR信號與非人體PIR信號的數(shù)據(jù)庫，作為數(shù)據(jù)分析的基礎(chǔ)。

2）PIR信號處理方法的研究。根據(jù)PIR信號特征，研究了基于AR模型特征提取的方法，并根據(jù)提取的特征對PIR信號進(jìn)行人體和非人體識別。該算法先對原始信號進(jìn)行預(yù)處理去噪，根據(jù)AR模型階數(shù)選擇原則確定模型階數(shù)，利用BURG算法估算AR模型系數(shù)作為信號特征。設(shè)計(jì)支持向量機(jī)（SVM）分類器和最近鄰（NN）分類器兩種分類器進(jìn)行分類識別。為驗(yàn)證該算法的有效性，與其他特征提取算法做了橫向?qū)Ρ?，比較了不同的特征提取方法在不同數(shù)據(jù)集上的分類識別效果。試驗(yàn)結(jié)果證明基于AR模型特征提取的SVM分類效果最好。

3）智能PIR探測器的軟件設(shè)計(jì)。通過對預(yù)處理、特征提取以及分類算法的研究，提出一種可識別人體和非人體紅外熱源的算法，該算法簡單易實(shí)現(xiàn)，可移植性強(qiáng)。將該算法移植到智能PIR探測器，采用AR模型的方法提取其AR系