[发明专利]一种基于方位变化的PIR人体追踪方法和系统

权利要求书

1.一种基于方位变化的PIR人体追踪方法，其特征在于，包括以下步骤：

采集装配有菲涅尔透镜阵列的多路PIR传感器输出信号，其中，所述PIR传感器部署于环境中的不同位置；

利用逆滤波器对所述PIR传感器输出信号进行去噪处理后，提取观测区间内各PIR传感器输出信号的波峰波谷，并利用各PIR传感器输出信号的波峰波谷个数获取人体相对于各个PIR传感器的方位变化；

建立关于人体位置和所述方位变化的状态方程和观测方程，并将所述状态方程和观测方程代入粒子滤波器框架，执行粒子滤波算法从而估计出所述人体位置。

2.如权利要求1所述的PIR人体追踪方法，其特征在于，所述逆滤波器是通过单位冲击响应法测量所述PIR传感器的模型参数，然后利用所述模型参数设计得到。

3.如权利要求1所述的PIR人体追踪方法，其特征在于，利用各PIR传感器输出信号的波峰波谷个数获取人体相对于各个PIR传感器的方位变化具体包括：

采用以下公式估计人体相对于各个PIR传感器的方位变化：

其中，表示人体在观测区间[t_k-1，t_k]时段内相对于第n个传感器方位变化的估计量，m_n是第n个传感器输出信号中的波峰波谷个数，θ是PIR传感器的各对相邻明暗区对称轴夹角的均值。

4.如权利要求3所述的PIR人体追踪方法，其特征在于，所述状态方程表示如下：

其中x_k和y_k表示人体在t_k时刻的坐标，和分别表示人体t_k时刻在x和y方向上的速度，T表示从t_k-1时刻到t_k时刻经历的时长，u表示一个服从高斯分布N(0，σ_u)的状态噪声；

所述观测方程表示如下：

其中h表示观测噪声，a_n和b_n分别为第n个PIR传感器的x和y坐标。

5.如权利要求1-4任一项所述的PIR人体追踪方法，其特征在于，部署所述PIR传感器时，所述PIR传感器的个数根据定位区域确定，保证定位区域被所述PIR传感器覆盖。

6.一种基于方位变化的PIR人体追踪系统，其特征在于，包括

采集单元，用于采集装配有菲涅尔透镜阵列的多路PIR传感器输出信号，其中，所述PIR传感器部署于环境中的不同位置；

方位变化获取单元，利用逆滤波器对所述PIR传感器输出信号进行去噪处理后，提取观测区间内各PIR传感器输出信号的波峰波谷，并利用各PIR传感器输出信号的波峰波谷个数获取人体相对于各个PIR传感器的方位变化；

位置估计单元，建立关于人体位置和所述方位变化的状态方程和观测方程，并将所述状态方程和观测方程代入粒子滤波器框架，执行粒子滤波算法从而估计出所述人体位置。

7.如权利要求6所述的PIR人体追踪系统，其特征在于，所述逆滤波器是通过单位冲击响应法测量所述PIR传感器的模型参数，然后利用所述模型参数设计得到。

8.如权利要求6所述的PIR人体追踪系统，其特征在于，所述方位变化获取单元中，利用各PIR传感器输出信号的波峰波谷个数获取人体相对于各个PIR传感器的方位变化具体包括：

采用以下公式估计人体相对于各个PIR传感器的方位变化：

其中，表示人体在观测区间[t_k-1，t_k]时段内相对于第n个传感器方位变化的估计量，m_n是第n个传感器输出信号中的波峰波谷个数，θ是PIR传感器的各对相邻明暗区对称轴夹角的均值。