本發(fā)明屬于入侵物體檢測定位和安防領(lǐng)域，涉及一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、入侵檢測是對入侵行為的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)控，是在特定區(qū)域內(nèi)通過監(jiān)控手段對進入該區(qū)域內(nèi)的人或物體等進行發(fā)現(xiàn)和檢測。入侵物體檢測是安防系統(tǒng)關(guān)注的主要功能。目前用于入侵檢測檢測的相關(guān)技術(shù)主要為應(yīng)用紅外類和視頻類傳感器進行探測，這類檢測方法需要安裝大量的傳感器，進行各種布線設(shè)置，而且這類檢測方法容易被發(fā)現(xiàn)和被破壞，穩(wěn)定性和隱蔽性有所欠缺。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)。其利用物體對無線局域網(wǎng)信號傳播路徑遮擋而造成接收到的信號強度變化的特性，在不影響無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信的前提下，通過分析監(jiān)視區(qū)域多個無線局域網(wǎng)信號的強度值變化，判定監(jiān)視區(qū)域是否有物體入侵，利用已建立的函數(shù)模型進行求解實現(xiàn)對入侵物體的檢測估計與軌跡檢測；該方法無需使用專用入侵檢測傳感器(紅外和視頻傳感器等)進行入侵物體檢測檢測，可利用現(xiàn)有無線局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)并稍加改造，具有簡單、隱蔽性強等優(yōu)點。

2、為達到上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其包括：若干無線局域網(wǎng)信號發(fā)射裝置和、若干無線局域網(wǎng)信號接收裝置以及至少一個無線局域網(wǎng)信號分析裝置，

4、發(fā)射裝置和接收裝置用于發(fā)射和接收無線局域網(wǎng)信號，并且發(fā)射裝置和接收裝置分別將發(fā)送的無線局域網(wǎng)信號特征和接收的無線局域網(wǎng)信號特征傳輸至信號分析裝置，信號分析裝置通過分析發(fā)射裝置發(fā)出的發(fā)射信號特征與其對應(yīng)的接收裝置發(fā)出的接收信號特征判斷是否有物體入侵，其中，若信號分析裝置根據(jù)發(fā)射信號特征與對應(yīng)的接收信號特征之間的信號強度變化大于閾值則判斷有物體入侵，否則認為沒有物體入侵；

5、其中，在有物體入侵時，信號分析裝置根據(jù)若干發(fā)射裝置和接收裝置之間的連線確定目標位置點，進而根據(jù)多個目標位置點確定目標軌跡。

6、進一步，若干發(fā)射裝置和若干接收裝置之間的信號傳遞關(guān)系呈網(wǎng)格狀，其中，發(fā)射裝置既能夠發(fā)送無線局域網(wǎng)信號，也能夠作為其他發(fā)射裝置的無線局域網(wǎng)信號接收裝置；接收裝置既能夠接收無線局域網(wǎng)信號，也能夠作為發(fā)射裝置發(fā)送向其他接收裝置發(fā)送無線局域網(wǎng)信號；一個發(fā)射裝置能夠向多個接收裝置發(fā)送無線局域網(wǎng)信號，一個接收裝置能夠接收多個發(fā)射裝置發(fā)送的無線局域網(wǎng)信號。

7、進一步，在存在物體入侵的情況下，信號分析裝置根據(jù)其網(wǎng)格狀的信號網(wǎng)絡(luò)得到若干組信號強度變化大于閾值的發(fā)射裝置和接收裝置之間的連線，若檢測到若干組信號強度變化大于閾值的連線均相交于一點，則聯(lián)立直線方程確定目標位置點；若檢測到若干組信號強度變化大于閾值的連線未相交于一點，分析入侵物體所導(dǎo)致信號變化的所有連線，建立入侵物體到所有發(fā)生變化的信號連線的距離函數(shù)，利用最小二乘法得到入侵物體的位置估計得到位置點；再根據(jù)時間順序確定時間間隔為t若干個入侵物體位置序列，進而確定入侵軌跡。

8、進一步，信號分析裝置根據(jù)信號分析裝置根據(jù)每一時刻掃描到的目標點數(shù)據(jù)個數(shù)確定入侵物體為單個還是多個。若每一時刻僅有單個入侵軌跡點，則為單個物體入侵；若每一時刻掃描到多個入侵軌跡點，則需要根據(jù)先驗知識對數(shù)據(jù)進行門限過濾，其中，先驗知識為入侵地點的空間分布；然后將過濾后的軌跡點與之前時刻的軌跡點進行距離測量，依據(jù)先驗門限判定軌跡點之間的相似性，再根據(jù)軌跡點之間的相似性確定入侵物體為單目標或多目標。在僅有單個物體入侵時，信號分析裝置按照時間序列連接若干位置點得到入侵軌跡；若存在多個物體入侵，信號分析裝置首先得到若個入侵物體位置序列，再通過數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法將物體位置數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的軌跡進行關(guān)聯(lián)，再分別得到每個物體的入侵軌跡。

9、進一步，信號分析裝置在對多個入侵物體軌跡進行識別時，包括以下步驟：

10、首先對數(shù)據(jù)進行預(yù)處理，其中，通過建立空間約束模型濾除不符合空間約束的位置點；

11、根據(jù)實際需求選擇對應(yīng)的關(guān)聯(lián)跟蹤門，關(guān)聯(lián)跟蹤門至少包括：橢圓形關(guān)聯(lián)門、圓形關(guān)聯(lián)門、環(huán)形關(guān)聯(lián)門以及扇形關(guān)聯(lián)門；其中，對于運動速率、方向不確定性均低于對應(yīng)閾值的目標，采用橢圓形關(guān)聯(lián)門；對于在各個方向上均勻分布的目標，采用圓形關(guān)聯(lián)門；對于運動方向隨機、位置不確定性高于閾值的目標，采用環(huán)形跟蹤門；具有特定運動方向性的目標，采用扇形關(guān)聯(lián)門。

12、采用數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)方法，將落入關(guān)聯(lián)跟蹤門內(nèi)的入侵物體位置數(shù)據(jù)與已關(guān)聯(lián)的物體軌跡進行比較，得到物體各自的檢測點，進而將物體各自的檢測點連接得到物體各自的軌跡。

13、進一步，信號分析裝置采用的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法為全局最近鄰算法，其計算所有關(guān)聯(lián)可能性下的入侵物體位置數(shù)據(jù)與已存在的當前多關(guān)聯(lián)跟蹤門中心的距離平方和，再將距離平方和值最小情況下的目標觀測位置與當前目標位置相關(guān)聯(lián)，具體為：

14、假設(shè)在第k次觀測前，已經(jīng)建立了n條軌跡，第k次新觀測為zj(k),j＝1,2,…,n，zj(k)在第i條航跡的關(guān)聯(lián)門內(nèi)，觀測j和航跡i的差矢量定義為測量值和預(yù)測值之間的差：

15、

16、其中xi(k|k-1)為狀態(tài)估計的下一步預(yù)測方程，其中a為狀態(tài)轉(zhuǎn)移矩陣，h為觀測矩陣；

17、設(shè)s(k)為eij(k)的協(xié)方差矩陣，則統(tǒng)計距離的平方為：

18、

19、全局最近鄰關(guān)聯(lián)目標為：

20、

21、利用以上關(guān)聯(lián)目標函數(shù)，最終確定入侵物體的入侵軌跡。

22、本發(fā)明的有益效果在于：

23、本發(fā)明利用無線局域網(wǎng)信號分析裝置分析無線局域網(wǎng)信號接收裝置接收到的無線局域網(wǎng)信號，利用信號強度變化大于閾值的無線局域網(wǎng)信號確定收發(fā)端位置信息，進而確定入侵物體所在的直線，基于以上直線建立模型并分析，確定入侵物體位置，通過多次掃描檢測實現(xiàn)對入侵物體的軌跡檢測。本發(fā)明通過對無線局域網(wǎng)的強度變化特征進行分析，實現(xiàn)對入侵物體的檢測和定位。與傳統(tǒng)的入侵檢測方法相比，本發(fā)明具有不影響原系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能和隱蔽性好等優(yōu)勢。

24、本發(fā)明的其他優(yōu)點、目標和特征在某種程度上將在隨后的說明書中進行闡述，并且在某種程度上，基于對下文的考察研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言將是顯而易見的，或者可以從本發(fā)明的實踐中得到教導(dǎo)。本發(fā)明的目標和其他優(yōu)點可以通過下面的說明書來實現(xiàn)和獲得。

技術(shù)特征：

1.一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：其包括：若干無線局域網(wǎng)信號發(fā)射裝置和、若干無線局域網(wǎng)信號接收裝置以及至少一個無線局域網(wǎng)信號分析裝置，

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：若干發(fā)射裝置和若干接收裝置之間的信號傳遞關(guān)系呈網(wǎng)格狀，其中，發(fā)射裝置既能夠發(fā)送無線局域網(wǎng)信號，也能夠作為其他發(fā)射裝置的無線局域網(wǎng)信號接收裝置；接收裝置既能夠接收無線局域網(wǎng)信號，也能夠作為發(fā)射裝置發(fā)送向其他接收裝置發(fā)送無線局域網(wǎng)信號；一個發(fā)射裝置能夠向多個接收裝置發(fā)送無線局域網(wǎng)信號，一個接收裝置能夠接收多個發(fā)射裝置發(fā)送的無線局域網(wǎng)信號。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：在存在物體入侵的情況下，信號分析裝置根據(jù)其網(wǎng)格狀的信號網(wǎng)絡(luò)得到若干組信號強度變化大于閾值的發(fā)射裝置和接收裝置之間的連線，若檢測到若干組信號強度變化大于閾值的連線均相交于一點，則聯(lián)立直線方程確定目標位置點；

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：信號分析裝置根據(jù)每一時刻掃描到的目標點數(shù)據(jù)個數(shù)確定入侵物體為單個還是多個；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：信號分析裝置在對多個入侵物體軌跡進行識別時，包括以下步驟：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，其特征在于：信號分析裝置采用的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)算法為全局最近鄰算法，其計算所有關(guān)聯(lián)可能性下的入侵物體位置數(shù)據(jù)與已存在的當前多關(guān)聯(lián)跟蹤門中心的距離平方和，再將距離平方和值最小情況下的目標觀測位置與當前目標位置相關(guān)聯(lián)，具體為：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種基于無線局域網(wǎng)信號的入侵物體軌跡檢測系統(tǒng)，屬于入侵物體檢測定位和安防領(lǐng)域。其包括：若干無線局域網(wǎng)信號發(fā)射裝置和、若干無線局域網(wǎng)信號接收裝置以及至少一個無線局域網(wǎng)信號分析裝置，發(fā)射裝置和接收裝置用于發(fā)射和接收無線局域網(wǎng)信號，并且發(fā)射裝置和接收裝置分別將發(fā)送和接收的無線局域網(wǎng)信號特征傳輸至信號分析裝置，信號分析裝置根據(jù)發(fā)射信號特征與對應(yīng)的接收信號特征之間的信號強度變化大于閾值判斷有物體入侵，否則認為沒有物體入侵；其中，在有物體入侵時，信號分析裝置根據(jù)若干發(fā)射裝置和接收裝置之間的連線確定目標位置點，進而根據(jù)多個目標位置點確定目標軌跡。本發(fā)明具有不影響原系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)通信功能和隱蔽性好等優(yōu)勢。

技術(shù)研發(fā)人員：郭茂耘,張程
受保護的技術(shù)使用者：重慶大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10