[发明专利]一种基于时域小波变换用于UWB安全定位的运动检测方法

说明书

本发明公开了一种基于时域小波变换用于UWB安全定位的运动检测方法。现有运动检测方法浪费大量的运算资源，且自动安全监测的工作效率低下。本发明通过UWB雷达装置和成像装置采集一维时间信号、二维及三维空间信号、空间信号，通过多维小波变换转换为原始多维小波变换信号，连同UWB标签定位装置获取的虚拟小波变换信号，通过做差转换为处理后多维小波变换信号，最后通过识别异常、逆变换转换为异常人体、物体的位置及运动状态信息。本发明定位方法中各单元占用运算资源较低，准确识别出运动状态异常的人体、物体。

技术领域

本发明属于监测与识别一体的施工、作业区域的安全定位方法技术领域，具体涉及一种基于时域小波变换用于UWB安全定位的运动检测方法。

背景技术

现阶段基于小波变换的运动检测方法都只是对空间进行小波变换，这种做法可以快速识别原始三维空间或二维平面中的人体、物体和他们的位置；再通过对若干帧信号进行比较，找出位置发生了变化的人体、物体实现运动检测。这种方法要应用于一个巨大的区域时，人体、物体数量通常也非常惊人。更关键的是，通常绝大多数的目标是常年静止不动的物体。这样在实时监测时，系统中的计算机会浪费大量的算力处理这些从来不算安全隐患的物体。这样势必会浪费大量的运算资源，影响自动安全监测的工作效率。

现阶段工程区域无线定位技术有：Wi-Fi、蓝牙、红外线、RFID、超声波和UWB。 Wi-Fi定位通过无线接入点(包括无线路由器)组成的无线局域网络(WLAN)，可以实现复杂环境中的定位、监测和追踪任务。蓝牙定位主要应用于小范围定位。红外线技术室内定位是通过安装在室内的光学传感器，接收各移动设备(红外线IR标识)发射调制的红外射线进行定位，具有相对较高的室内定位精度。RFID定位技术利用射频方式进行非接触式双向通信交换数据，实现移动设备识别和定位的目的。它可以在几毫秒内得到厘米级定位精度的信息，且传输范围大、成本较低。Z超声波定位主要采用反射式测距，并通过三角定位等算法确定物体的位置。UWB定位传统的定位方法有较大差异，它不需要使用传统通信体制中的载波，而是通过发送和接收具有纳秒或纳秒级以下的极窄脉冲来传输数据，可用于室内精确定位。超宽带系统与传统的窄带系统相比，具有穿透力强、功耗低、抗多径效果好、安全性高、系统复杂度低、能够提高精确定位精度等优点，通常用于室内移动物体的定位跟踪或导航。

但是，Wi-Fi定位很容易受到其他信号的干扰，从而影响其精度，定位器的能耗也较高。蓝牙定位主要应用于小范围定位，而且，对于复杂的空间环境，蓝牙定位系统的稳定性稍差，受噪声信号干扰大。红外定位由于光线不能穿过障碍物，使得红外射线仅能视距传播，容易受其他灯光干扰，并且红外线的传输距离较短，使其室内定位的效果很差。RFID则有以下几个问题：RFID不便于整合到移动设备之中；作用距离短；缺少广泛的标准化。超声波定位容易受多径效应和非视距传播的影响，降低定位精度；同时，它还需要大量的底层硬件设施投资，总体成本较高。即便是UWB定位技术，仍然需要UWB标签，并且实际只能对UWB标签进行定位，对工程区域的突发事件，并不能有效的识别与定位，不能及时的发出警报。

发明内容

为了弥补现有技术的不足，本发明提供一种基于时域小波变换用于UWB安全定位的运动检测方法。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

一种基于时域小波变换用于UWB安全定位的运动检测方法，包括如下步骤：

步骤一：UWB雷达装置和UWB成像装置通过多帧融合方式采集一维时间信号、二维空间信号、三维空间信号；

步骤二：步骤一中所述一维时间信号、二维空间信号、三维空间信号通过多维小波变换转换为原始多维小波变换信号；

步骤三：UWB标签定位装置通过虚拟仿真方式获取虚拟小波变换信号；

步骤四：所述原始多维小波变换信号和虚拟小波变换信号通过做差转换为处理后多维小波变换信号；