一种基于毫米波雷达的人流量动态监测装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种基于毫米波雷达的人流量动态监测装置，包括三脚支架、计算机、数据线、毫米波雷达和门，通过数据线连接计算机和毫米波雷达，三脚支架顶部的竖杆与横杆连接，横杆末端安装毫米波雷达，毫米波雷达位置处于门同高处，毫米波雷达位于检测区域斜上方，毫米波雷达下方为雷达扇形扫射区域范围。利用毫米波雷达体积小、成本低、分辨率高的特点，通过本设备实时人流量统计能对公共场合的人员进行有效管控，以避免人数过于密集导致安全事故的发生。全事故的发生。全事故的发生。

【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的人流量动态监测装置


[0001]本技术涉及一种雷达目标检测领域的毫米波雷达人流量动态监测装置，具体涉及一种基于数据筛选和双时间点检测的毫米波雷达人流量动态监测装置。

技术介绍

[0002]随着社会发展，人们的出行率不断提高，尤其是商场、车站和景区等公众场合的人流量增加，导致安全问题日益突出。通过实时人流量统计，可对人群进行及时有效的分流、疏导和控制，不仅可以规避可能发生的安全事故，而且对优化公共场合的资源配置有重要参考价值。
[0003]早期对公共场所的人流量统计主要使用人工计算的方式，该方法不能准确统计人员数目，且人力成本高，管理复杂，不利于当下快速发展的大数据分析及其应用。为了有效统计人流量，节约人力资本，守护公共区域安全，国内外的学者在此基础上研究自动统计人流量方法。基于红外线传感器探测的人流量监测方法利用发射红外线的发光二极管和感知红外线的接收二极管，实现红外线感应，对经过感应区域的具有一定温度的目标自动计数，但是该方法应用场景有限，不能区分目标个体的运动方向，且难以分辨多人并排行走的情况。基于超声波探测的人流量监测方法通过对发射声波以及对其回波信号处理来实现人体目标的位置测量，从而实现人流量的统计，但此方法作用距离有限，容易受外界环境的干扰，存在测量盲区，因此在人流量监测应用中具有一定局限性。随着人工智能算法的兴起，视频监控成为人流量监测的主要方式之一，目前基于视频监控系统来统计人流量的检测追踪算法大体可分为三类：基于图像底层特征的方法、基于特征点运动轨迹的方法以及基于运动目标的检测跟踪方法。基于视频监控的人流量监测技术利用摄像头等光学传感器对应用环境有限制，对于光照、烟雾等环境因素敏感度高，难以全天候工作，同时采集的监控数据存在人员隐私泄露的风险。因此，研究如何以较高的准确率统计人流量且克服现有人流量统计方法弊端的人流量监测方法是非常有必要的。

技术实现思路

[0004]实时人流量统计能对公共场合的人员进行有效管控，以避免人数过于密集导致安全事故的发生。针对现有人流量监测方法的弊端，本技术利用毫米波雷达体积小、成本低、分辨率高的特点，提出一种基于数据筛选和双时间点检测的人流量动态监测装置。
[0005]本技术提供如下技术方案：
[0006]一种基于毫米波雷达的人流量动态监测装置，包括三脚支架、计算机、数据线、毫米波雷达和门，通过数据线连接计算机和毫米波雷达，所述三脚支架顶部的竖杆与横杆连接，所述横杆末端安装毫米波雷达，所述毫米波雷达位置处于门同高处，所述毫米波雷达位于检测区域斜上方，所述毫米波雷达下方为雷达扇形扫射区域范围。
[0007]进一步的，所述毫米波雷达的倾斜角度α＝40
‑
50
°
。优选毫米波雷达的倾斜角度α＝45
°
。
[0008]进一步的，所述毫米波雷达工作频率为60GHz，带宽为4GHz，单位帧下的编码脉冲数为128，帧周期为40ms。
[0009]一种基于毫米波雷达的人流量动态监测方法，该方法首先建立人体目标回波信号模型，通过对人体目标回波信号进行二维快速傅里叶变换处理来获得人体散射点的距离以及多普勒频率信息；接着通过恒虚警处理滤除杂波散射点，并对保留散射点进行方位角估计，获取人体目标散射点的角度信息，并使用二维坐标变换得到散射点位置，与对应多普勒频率信息一起构成点云数据；然后依据多普勒频率的正负来判断人体的运动方向，同时根据人体运动时不同部位多普勒特征的差异对点云数据进行筛选以减少干扰点数，避免基于密度的聚类算法出现虚警问题；最后在双时间点对特定区域的人员数量进行统计，并利用双时间点之间所获取的聚类结果来进一步修正人流量数据，从而解决因人体行走速度不同而引起的误判问题。
[0010]与现有技术相比，本技术的有益效果是：
[0011](1)本技术利用毫米波雷达的距离分辨率高、发射功率低、穿透能力强的优势来进行人流量监测，受光线、烟雾等环境因素影响较小，而且不存在人员隐私泄露的风险。
[0012](2)本技术通过设置合适的多普勒门限来滤除频率较小的点云数据，以降低人的呼吸、心跳和手臂小幅度摆动的干扰散射点对DBSCAN聚类结果的影响，同时按照多普勒频率的正负将点云数据集分成人员进和出的两个数据集，不仅提高了人体目标凝聚的准确性，而且正确区分人员进入和出去两种情形。
[0013](3)每隔Δt时间对特定区域的人员数量进行统计，并遍历Δt时间内的在检测区域内同一路径上的人员数据来对所统计数据进行修正，从而解决因人体行走速度不同而引起的漏检和虚检问题。
附图说明
[0014]图1是本技术实现流程图。
[0015]图2是人流量统计场景示意图。
[0016]图3a是毫米波雷达发射阵列结构。
[0017]图3b是毫米波雷达接收阵列结构。
[0018]图4是二维FFT处理流程。
[0019]图5a是单人进出时的传统DBSCAN聚类结果。
[0020]图5b是单人进出时的基于多普勒频率筛选的DBSCAN聚类图。
[0021]图6是检测区域示意图。
[0022]图7是人员行走速度正常时的示意图(t1时间点人员位置到t2时间点人员位置)。
[0023]图8是人员行走速度较快时的示意图(t1时间点人员位置到t2时间点人员位置)。
[0024]图9是人员行走速度较慢时的示意图(t1时间点人员位置到t2时间点人员位置)。
[0025]图10是本技术装置的实验场景图。
[0026]1、三脚支架，11、竖杆，12、横杆，2、计算机，3、数据线，4、毫米波雷达，5、门，6、检测区域；7、雷达扇形扫射区域范围。
具体实施方式
[0027]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0028]一种基于毫米波雷达的人流量动态监测方法，包括以下步骤：
[0029]步骤1：将人体目标回波信号经混频处理获得中频信号，然后进行二维FFT 处理、恒虚警检测和相位法测角，从而获取人体散射点的点云数据集P0，可表示为P0:{(x
i
,y
i
,f
di
),i＝1,2,...,I}，其中，x
i
和y
i
分别为第i个散射点在二维平面的坐标位置，f
di
为第i个散射点的多普勒频率，I为人体目标散射点数。
[0030]本技术采用调频连续波(Frequency Modulated Continuous wave, FMCW)雷达，它具有较大的带宽、几乎不存在测距盲区、低发射功率以及高分辨本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的人流量动态监测装置，其特征在于：包括三脚支架(1)、计算机(2)、数据线(3)、毫米波雷达(4)和门(5)，通过数据线(3)连接计算机(2)和毫米波雷达(4)，所述三脚支架(1)顶部的竖杆(11)与横杆(12)连接，所述横杆(12)末端安装毫米波雷达(4)，所述毫米波雷达(4)位置处于门(5)同高处，所述毫米波雷达(4)位于检测区域(6)斜上方，所述毫米波雷达(4)下方为雷达扇形扫射区域范围(7)。2.根据权利要求1所述的一种基于毫米...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈金立，瞿彦涛，范晨阳，付善腾，王礼正，
申请(专利权)人：南京常格科技发展有限公司，
类型：新型
国别省市：