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《武汉理工大学》 2015年
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基于PIR传感器的目标跟踪系统的设计与实现

李博雅  
【摘要】:人体红外辐射信号可应用于对人体目标的检测、定位和跟踪,并服务于室内安全、健康监护等实际的应用场景。热释电红外(Pyroelectric Infrared,PIR)传感器是一种能够感应人体红外辐射信号的传感器,由于具有体积小、功耗低、隐蔽性好及受外界环境干扰小等优势而被广泛应用于人体的定位与跟踪。针对前人设计的基于PIR传感器的人体定位及跟踪系统中存在跟踪精度有待提高的情况,本文通过改进多个PIR传感器所组成的空间结构和传感器模块MASK上条形孔宽度,设计一套基于PIR传感器的人体目标跟踪系统,提高了对人体目标的跟踪精度。本文将PIR传感器作为人体跟踪系统的探测器,通过采集人体红外辐射信号获得热释电信号,通过终端的信号处理实现人体定位,并结合相关的跟踪算法将多个具有特殊结构的PIR传感器感应的人体红外信号分解为所对应的人体运动观测集合,进而估计出单目标或双目标实际的移动轨迹,并最终实现对运动人体目标的跟踪。论文主要工作如下:(1)针对前人研究中存在的跟踪精度有待提高的问题,以提高目标所在扇形区域的覆盖率进而提高跟踪精度为最终目标,通过设计多个PIR传感器组成的将空间区域进行可视化分割及编码的空间结构和传感器模块MASK上条形孔宽度,设计了一套基于PIR传感器的目标跟踪实验平台。(2)基于设计的目标跟踪实验平台,提出了通过消除虚警从而能够提高跟踪精度的单目标和双目标人体定位的目标定位法,并基于Kalman滤波算法实现单目标人体跟踪和基于JPDAF算法实现双目标人体跟踪。(3)基于本文设计的实验平台进行了单目标人体跟踪和双目标人体跟踪实验,分析了采集节点摆放位置对人体跟踪精度的影响,实验结果和实验误差验证了该实验平台的可行性以及目标定位算法对于提高跟踪精度的有效性。
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