基于UWB的人体行为识别与定位系统研究

来源 :山东大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jill_bai
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着可穿戴设备的成度的升高,运用可穿戴设备进行行为识别已成为行为识别领域中的研究热点,其在智能安防、病患监护等领域有着重要的应用价值。可穿戴设备体积小、功耗低、佩戴方便、对环境因素要求低、方便部署,非常适用于人体行为识别场景。可穿戴设备到服务器端的数据传输是系统实现的重要环节,目前常见的传输方式有Wi-Fi、蓝牙、4G、远距离无线电(Long Range,LoRa)等,其中蓝牙传输距离近,需要借助手机作为中间桥梁完成远距离传输,实时性较差;Wi-Fi传输距离较远,但稳定性不高;4G模块体积大且功耗高;LoRa适合远距离数据传输,但限于传输速率低,无法应用在大数据量传输的场景,超宽带(Ultra Wide Band,UWB)在室内定位方面具有精度高、抗干扰能力强功耗低等优点,并且支持大数据量传输,因此适用于数据传输和定位相结合的场景。在人体行为识别应用中,实时性非常重要,在识别出人体行为后根据识别结果做出有利的决策也是系统需要考虑的问题。例如,在智能监护场景中,实时识别出被监护者出现跌倒等危险行为后,应及时通知看护人到达现场;在智慧监狱中,实时识别出犯人有打架等危险行为,应及时通知狱警前去制止。在这些场景中,被检测者的位置信息显得尤为重要。本论文立足于实际应用需求,针对可穿戴设备的数据传输问题和定位问题进行了深入研究,对整个数据采集、传输、行为识别和定位等模块进行了系统设计,本论文的主要工作如下:(1)针对实时数据传输、定位和行为识别问题,设计并搭建了基于UWB技术的人体行为识别与定位系统,实现了人体行为的实时识别。(2)针对数据传输和定位问题,提出了基于UWB技术的可穿戴设备设计方案,并完成基于UWB的手环和定位基站的软硬件设计,改进了数据传输和定位的调度算法流程。(3)对比了常用深度学习框架在基于传感器的人体行为识别数据集UCI HAR(University of California,Irvine Human Activity Recognition)数据集上的识别率。针对智慧监狱场景,设计了人体行为识别与定位系统数据库,并使用深度学习模型实现实时识别人体行为。本论文对所设计的UWB定位和数据采集手环、UWB基站、数据库服务程序和深度学习识别程序进行了系统的设计与仿真实验。结果表明,所提出的基于UWB的人体行为识别和定位系统能够解决精准定位和数据传输共存的问题,并实现实时的行为识别。该系统在基于人体行为的智能监管场景具有一定的应用价值。
其他文献
中华体育精神是中国精神的重要组成部分,是中华民族的精神瑰宝。新时代弘扬中华体育精神,首先要深入挖掘其丰富的精神内涵,挖掘为国争光、无私奉献的爱国主义精神,遵纪守法、团结协作的集体主义精神和科学求实、顽强拼搏的实干奋斗精神。其次,要深入把握其在丰富中国精神、促进体育发展、推动民族复兴、凝聚国际共识等方面的时代价值。最后,要深入探索中华体育精神的弘扬路径,坚持加强体育精神教育、弘扬体育道德风尚、讲好中
"学科核心素养是分层次的,可以分为学科事实、学科概念、学科观念以及学科能力四个层级,为了达成学科核心素养目标,教师应设计符合知识逻辑和认知逻辑的教学活动"[1]。基于逻辑与认知的密切关系,在"辽夏金元的统治"一课设计中,笔者尝试打破原有框架,突破教科书单向线索,对教科书内容进行一定的整合重组,从因果逻辑、递进逻辑、辩证逻辑等多元逻辑进行构建。
期刊
《普通高中历史课程标准(2017年版2020年修订)》从适应时代发展需要的战略高度确立了高中历史教学的发展型理念,它不再拘泥于历史知识的细致传授,而是需要学与教的主体都知晓历史发展之大势,"以大概念为核心,以主题为引领",在真实的历史情境中架构课程内容,主动探寻历史故事背后之灵魂。所谓"大概念",根据奥尔森(Olson)的理解,是指学生在忘记具体的经验和事实之后还能够长久保留的中心概念(ce
期刊
偏大班额制约个性化教学,我们可以在教学中结合不同类别学生的差异拟定教学策略,提高教学质量。本文旨在通过问卷调查发现初中学生地理学习的差异,进行差异分析,为初中地理个性化教学提供策略,促进初中生的地理学习。调查发现男女学生、不同户籍地学生、不同地理成绩层次学生在地理学习上存在显著差异,有统计学意义(如果|Z|>1.96=Z0.05/2,p<0.05则两样本之间有显著性差异)。针对以上差异,进行原因分
从二十世纪中叶至今,光电成像技术一直处于迅速发展中,现如今已经广泛应用于摄影摄像、交通引导、军事对抗和医学影像等各个方面。作为数字成像系统中的核心技术之一,自动聚焦技术的相关研究也越发受到人们重视。早期的相机多是基于人工对焦的方式进行工作,但随着工业技术发展和光学理论知识的完善,这种效率低下的对焦方式很快被自动聚焦技术所取代。当前,基于图像处理的现代自动聚焦系统已经成为生产和应用的主流,系统利用光
随着信息技术上升发展,越来越多的信息逐渐变成数字数据通过网络实现互相传输,在这一过程中,保证数据的安全性就变得越来越重要。密码技术是保证信息安全的核心技术,它可以将信息进行隐藏从而保证信息的机密性。1995年Refregier提出双随机相位加密技术。从这之后,光学加密因为自身加密速度快、编码维度多等优点而快速发展。随着研究者们逐步探索,众多光学加密方法被研究出来,其中,基于计算鬼成像的光学加密系统
近年来,太赫兹散射成像技术因其高速、高效等优势而在生产生活中得到了广泛的应用,如反恐作战、安全检查、医疗检测等。本文设计了三种工作于太赫兹波段的多输入多输出(MIMO)阵列,并分别推导了设计规则,计算了等效误差,同时探究了阵列天线辐射区域内目标位置对等效误差大小的影响。通过对阵列结构的合理化设计,该研究实现了传统散射成像天线系统的大幅简化。基于本文设计的阵列结构,该研究分别进行了后向投影(BP)算
肾脏肿瘤多为恶性肿瘤,是泌尿系统最常见的肿瘤之一,每年新增肾脏肿瘤病例超过40万例,严重危害人们的健康。临床上多采用手术切除的方式,保留肾单位手术成为一种更加常见的治疗方式。保留肾单位手术是指切除所有肾脏肿瘤,尽可能保留患者部分正常肾脏,这就要求尽可能准确的分割出病变位置。传统分割方法中,医生根据病理学知识和相关经验,借助相应的标注软件在CT影像上手动标注肾脏和肾脏肿瘤位置,耗费大量时间和精力。此
服刑人员是社会中重要的一个特殊群体,虽然总人口占比小,但对国家健康快速发展、社会和谐稳定、公民人身财产安全等都有很大的影响,因此针对服刑人员的治理和研究是一项关键紧要的工作。对其进行日常行为监测和危险评估等,有利于提高监管场所的管理效率、保障监管环境安全等。在监狱管理工作中,常规的危险评估主要针对狱内服刑人员的危险性等级、危险类型以及再犯风险等内容进行预测和分类。本文的评估重点是危险性等级。在服刑
随着深度学习的迅猛发展,孪生神经网络占领了目标跟踪领域的半壁江山。孪生神经网络能够进行单样本学习,在图像块匹配领域具有天然的优势,将其应用于目标跟踪能够快速准确地匹配目标,在保证精度的同时简化模型,加快跟踪速度。超声心动图利用超声波独特的物理特性,获取心室、心肌、心内膜及心外膜等心脏组织结构的周期性运动信息,形成心脏组织运动影像,在各类心脏疾病的临床诊治中应用广泛。超声心动图中的散斑不只是噪声,还