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

重慶大學碩士學位論文

學生姓名：賀莉芳

指導教師：龔衛(wèi)國教授專業(yè)：儀器科學與技術(shù)學科門類：工學

重慶大學光電工程學院

二O一一年四月

ResearchonARRecognitionModelofHumanandNon-humanPIRSignal

AThesisSubmittedtoChongqingUniversityinPartialFulfillmentoftheRequirementforthe

DegreeofMasterofEngineering

ByHeLifang

SupervisedbyProf.GongWeiguo

Major：InstrumentScienceandTechnology

CollegeofOpto-electronicEngineeringofChongqingUniversity,

Chongqing,ChinaApril,2023

重慶大學碩士學位論文中文摘要

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現(xiàn)運動人體的檢測。其性價比高、隱蔽性好、性能穩(wěn)定、且無光照要求，是入侵報警系統(tǒng)中最常見的監(jiān)控產(chǎn)品之一，廣泛的應用于安防領域。但是，目前市場上通用的PIR探測器普遍都存在嚴重的誤報和漏報現(xiàn)象，使得PIR探測器在公共場所和居民小區(qū)等安防建設中的推廣面臨著嚴峻的挑戰(zhàn)。通過深入分析PIR探測器原理發(fā)現(xiàn)造成誤報漏報的主要原因是：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，充分利用信號處理技術(shù)提高PIR探測器的工作性能，設計出低誤報漏報率的智能PIR探測器具有重要的實用意義和學術(shù)意義。本論文針對PIR探測器的信號處理和智能PIR探測器的設計展開研究，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行數(shù)據(jù)采集。分別采集人體隨機運動路徑、隨機速度數(shù)據(jù)；非人體（不同大小的狗、雞等）隨機運動路徑、隨機速度數(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。

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信號進行人體和非人體識別。該算法先對原始信號進行預處理去噪，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。設計支持向量機（SVM）分類器和最近鄰（NN）分類器兩種分類器進行分類識別。為驗證該算法的有效性，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探測器的軟件設計。通過對預處理、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，該算法簡單易實現(xiàn)，可移植性強。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