基于CSI进行人体活动数据检测的方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本公开实施例公开了一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法、装置及电子设备，所述基于CSI进行人体活动数据检测的方法包括获取Wi‑Fi信号接收设备接收的多路接收信号的原始CSI数据，其中，所述接收信号至少包括Wi‑Fi信号发送设备发射的发射信号在传播过程中由于人体活动所产生的反射信号，其中，每路接收信号包括N个子载波；基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据；对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据；基于所述两路接收信号的第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。从而避免了繁琐的计算过程，快速获取检测结果。

Method, device and electronic equipment of human activity data detection based on CSI

【技术实现步骤摘要】
基于CSI进行人体活动数据检测的方法、装置及电子设备
本公开涉及通信
，具体涉及一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法、装置及电子设备。
技术介绍
随着无线通信技术的发展，人体感知已经被广泛地应用在室内定位、人员入侵检测、家庭医疗监护以及新型人机交互接口等领域，常见的人体感知方法有基于视觉、传感器或者Wi-Fi等。其中，基于Wi-Fi的人体感知方法因其非入侵性而得到广泛地应用，主要利用的信号特征包括接收信号强度指示(ReceivedSignalStrengthIndicator,RSSI)和信道状态信息(ChannelStateInformation,CSI)。相比于RSSI，CSI包含更为丰富的多径信息，为人体感知提供了更高的准确性和分辨率。在人体感知系统中通常需要判断人体活动的起点和终点，现有的技术方案主要是基于CSI幅度的移动方差和滑动窗口内的相位差来检测人体活动起止点，即当滑动窗口内的移动方差或相位差大于某一阈值时，判断为有人体活动。上述现有技术至少存在以下缺陷：计算方法复杂，导致获取的检测结果时间较长；且容易将人体最初的小动作误判进去，导致检测人体活动起点和终点的判断结果准确度不高，感知效果较差。
技术实现思路
为了解决相关技术中的问题，本公开实施例提供一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法、装置及电子设备。第一方面，本公开实施例中提供了一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法。具体地，所述基于CSI进行人体活动数据检测的方法，包括：获取Wi-Fi信号接收设备接收的多路接收信号的原始CSI数据，其中，所述接收信号至少包括Wi-Fi信号发送设备发射的发射信号在传播过程中由于人体活动所产生的反射信号，其中，每路接收信号包括N个子载波，N是不小于1的整数；基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据；对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据；基于所述两路接收信号的第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。可选地，每路接收信号的所述原始CSI数据包括该路接收信号的各个子载波的相应原始CSI数据，所述基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据，包括：通过第一滤波器对每路接收信号的原始CSI数据进行去噪处理，获取每路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据；计算所述每路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的平均幅度方差；将所述平均幅度方差最大的一路接收信号作为所述第一路接收信号，将所述平均幅度方差次大的一路接收信号作为所述第二路接收信号，对所述第一路接收信号和所述第二路接收信号各自的N个子载波的相应第一处理CSI数据进行功率调整，得到所述第一路接收信号和所述第二路接收信号的第一目标CSI数据。可选地，所述对所述第一路接收信号和所述第二路接收信号各自的N个子载波的相应第一处理CSI数据进行功率调整，包括：确定所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的对应最小幅度数据；将所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的幅度数据分别减去所述对应最小幅度数据，得到所述第一路接收信号的第一目标CSI数据；将所述第二路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的幅度数据分别加上所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的对应最小幅度数据的n倍，其中，n为大于或者等于1的整数，得到所述第二路接收信号的第一目标CSI数据。可选地，所述对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据，包括，针对每路接收信号：对所述第一目标CSI数据中各子载波的数据分别进行共轭相乘处理，消去Wi-Fi信号发送设备和所述Wi-Fi信号接收设备之间的信号的随机相位偏移，得到第二处理CSI数据；通过第二滤波器对所述第二处理CSI数据进行静态数据处理，去除所述第二处理CSI数据中不随时间变化的静态成分，得到第三处理CSI数据；通过第三滤波器对所述第三处理CSI数据进行异常数据处理，去除所述第三处理CSI数据中的异常数据，得到第四处理CSI数据；通过主成分分析法确定所述第四处理CSI数据的第一主成分CSI数据，将所述第一主成分CSI数据作为所述第二目标CSI数据，所述第二目标CSI数据与该路接收信号的1个子载波有关。可选地，还包括：基于所述第二目标CSI数据的相位数据获取所述第二目标CSI数据的解卷绕相位；对所述第二目标CSI数据的所述解卷绕相位进行二阶差分处理，获取所述第二目标CSI数据的所述二阶差分相位。可选地，所述基于所述第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间，包括：基于所述第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定曲线波动率指数，其中，所述曲线波动率指数为滑动窗口内的所述第二目标CSI数据的所述二阶差分相位的绝对值大于第一预设值的个数与所述滑动窗口大小的比值；当所述曲线波动率指数小于第二预设值时，将所述滑动窗口确定为平滑窗口；根据每个所述平滑窗口的开始时间和/或结束时间，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。可选地，还包括：根据局部极值检测算法确定由所述二阶差分相位所形成的二阶差分相位曲线的极值点个数；当所述极值点个数小于第三预设值时，确定所述人体活动为第一类型人体活动；当所述极值点个数大于或等于第三预设值时，确定所述人体活动为第二类型人体活动。可选地，还包括：根据所述人体活动的起点时间和终点时间，确定所述起点和所述终点的所述解卷绕相位；基于所述起点和所述终点的所述解卷绕相位之差，确定所述人体活动的距离和/或方向。第二方面，本公开实施例中提供了一种基于CSI进行人体活动数据检测的装置。具体地，所述基于CSI进行人体活动数据检测的装置，包括：第一获取模块，被配置为获取Wi-Fi信号接收设备接收的多路接收信号的原始CSI数据，其中，所述接收信号至少包括Wi-Fi信号发送设备发射的发射信号在传播过程中由于人体活动所产生的反射信号，其中，每路接收信号包括N个子载波，N是不小于1的整数；第二获取模块，被配置为基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据；第三获取模块，被配置为对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据；第一确定模块，被配置为基于所述两路接收信号的第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。可选地，每路接收信号的所述原始CSI数据包括该路接收信号的各个子载波的相应原始CSI数据，所述基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法，其特征在于，包括：/n获取Wi-Fi信号接收设备接收的多路接收信号的原始CSI数据，其中，所述接收信号至少包括Wi-Fi信号发送设备发射的发射信号在传播过程中由于人体活动所产生的反射信号，其中，每路接收信号包括N个子载波，N是不小于1的整数；/n基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据；/n对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据；/n基于所述两路接收信号的第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于CSI进行人体活动数据检测的方法，其特征在于，包括：
获取Wi-Fi信号接收设备接收的多路接收信号的原始CSI数据，其中，所述接收信号至少包括Wi-Fi信号发送设备发射的发射信号在传播过程中由于人体活动所产生的反射信号，其中，每路接收信号包括N个子载波，N是不小于1的整数；
基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据；
对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据；
基于所述两路接收信号的第二目标CSI数据的二阶差分相位，确定所述人体活动的起点时间和/或终点时间。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每路接收信号的所述原始CSI数据包括该路接收信号的各个子载波的相应原始CSI数据，所述基于所述多路接收信号的原始CSI数据获取第一路接收信号和第二路接收信号的第一目标CSI数据，包括：
通过第一滤波器对每路接收信号的原始CSI数据进行去噪处理，获取每路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据；
计算所述每路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的平均幅度方差；
将所述平均幅度方差最大的一路接收信号作为所述第一路接收信号，将所述平均幅度方差次大的一路接收信号作为所述第二路接收信号，对所述第一路接收信号和所述第二路接收信号各自的N个子载波的相应第一处理CSI数据进行功率调整，得到所述第一路接收信号和所述第二路接收信号的第一目标CSI数据。


3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述第一路接收信号和所述第二路接收信号各自的N个子载波的相应第一处理CSI数据进行功率调整，包括：
确定所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的对应最小幅度数据；
将所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的幅度数据分别减去所述对应最小幅度数据，得到所述第一路接收信号的第一目标CSI数据；
将所述第二路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的幅度数据分别加上所述第一路接收信号的N个子载波的相应第一处理CSI数据的对应最小幅度数据的n倍，其中，n为大于或者等于1的整数，得到所述第二路接收信号的第一目标CSI数据。


4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述两路接收信号的第一目标CSI数据进行预处理，获取所述两路接收信号的第二目标CSI数据，包括，针对每路接收信号：
对所述第一目标CSI数据中各子载波的数据分别进行共轭相乘处理，消去Wi-Fi信号发送设备和所述Wi-Fi信号接收设备之间的信号的随机相位偏移，得到第二处理CSI数据；
通过第二滤波器对所述第二处理CSI数据进行静态数据处理，去除所述第二处理CSI数据中不随时间变化的静态成分，得到第三处理CSI数据；
通过第三滤波器对所述第三处理CSI数据进行异常数据处理，去除所述第三处理CSI数据中的异常数据，得到第四处理CSI数据；
通过主成分分析法确定所述第四处理CSI数据的第一主成分CSI数据，将所述第一主成分CSI数据作为所述第二目标CSI数据，所述第二目标CSI数据与该路接收信号的1个子载波有关。
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【专利技术属性】
技术研发人员：郑伟，李聪，郭凌超，章晨宇，何智宏，路兆铭，温向明，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京;11