[发明专利]一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统

权利要求书

1.一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统，其特征在于：设计侧视-俯视红外传感器网络全方位室内人体目标感知模型，所述模型包括侧视节点和俯视节点，通过传感器的合理部署，将传感器测线交叉法和检测区域划分相结合，对所述侧视节点和所述俯视节点采集到的人体目标信息进行协同处理，得到人体目标的位置信息，进行人体目标定位，进而实现人体目标跟踪；

人体目标跟踪包括如下步骤：

(1)根据侧视传感器节点的输出，激活相应的测线，以传感器节点所在位置为基准，若对应细化感知区域的端点恰好包含该基准位置，则激活该细化感知区域的较长角平分线作为测线，否则作出该细化感知区域的延长线恰好经过基准位置的对角线作为测线，所述测线之间产生的交叉点视为初级量测点，对于一个人体目标，只有部分交叉点能反应出目标真实位置，其余交叉点为虚假量测点有待剔除；

(2)根据俯视传感器节点的输出，激活存在目标的区域，将该区域视为初级感知域，剔除步骤(1)中不存在于所述初级感知域中的所述初级量测点，对其余量测点进行保留并作为次级量测点；

(3)如果一个所述次级量测点处于某侧视节点激活测线所在的细化感知范围内，或者该所述次级量测点超过某所述侧视节点的总感知范围，增加该所述次级量测点信度；对于每一个所述次级量测点，遍历所有所述侧视节点，得到其所述信度；

(4)将步骤(3)中信度最高的所述次级量测点保留为有效量测点，使用多维分配方法，将所述有效量测点与对应的目标进行匹配，进而得到每一个目标的定位点；

(5)采用卡尔曼滤波算法对目标轨迹进行平滑处理，再将目标的运动跟踪轨迹与目标模型进行匹配，实现目标跟踪。

2.根据权利要求1所述的一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统，其特征在于，设计了基于Contiki系统的热释电红外传感器信息采集节点和汇聚节点，所述信息采集节点将采集到的人体目标信息发送给所述汇聚节点，所述汇聚节点将接收到的信息通过串口或者互联网传递给上位机，对人体目标进行现场和远程的跟踪。

3.根据权利要求1或权利要求2任一项所述的一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统，其特征在于，设计了侧视-俯视红外传感器网络全方位目标感知模型，其中所述侧视节点使用双层设计，采用热释电红外传感器配备红外光学反射装置实现侧向感知，所述侧视节点置于墙上，距离地面高度小于1m，节点180°的感知范围设计为上下两层，每层4个红外传感器，每个所述红外传感器的感知角度为90°，不同所述红外传感器间感知范围交叠后细化感知范围为22.5°；所述侧视节点置于在墙角位置时，需要90°的总感知范围，为了实现更大的感知范围，使用每层3个所述红外传感器，总共6个所述红外传感器；所述俯视节点吊在天花板上或距地面3m高处，每个节点使用4个红外传感器，每个所述红外传感器均配备菲涅耳透镜实现俯视感知，将地面区域划分为4个近似同心圆形，用于对人体目标定位并进行跟踪，所述侧视节点和所述俯视节点的数目可调节，以检测区域能够覆盖目标出现的所有位置为准。

4.根据权利要求3所述的一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统，其特征在于，根据目标的跟踪信息、运动模型以及实际场景的布置，通过对人体目标先前的行为进行学习或者人为对目标轨迹和相应行为进行推断与预测。

5.根据权利要求3所述的一种基于物联网的红外传感器室内人体目标跟踪系统，其特征在于，当目标进入所述感知区域时，对传感器信息开始进行保存，当连续3秒感知到目标时，对人体目标开始跟踪；当5秒内未感知到人体目标的继续移动，则目标跟踪结束。