[发明专利]一种基于WiFi多普勒频移的连续通行人数检测方法

说明书

本发明提出一种基于WiFi多普勒频移的连续通行人数检测方法，根据人体通过WiFi检测区时会对WiFi无线信号产生多普勒效应的原理，从CSI信息中提取多普勒频谱。提出根据多普勒频谱中的最大能量曲线，结合阈值来判断是否有人通行。然后根据多普勒频谱中的零频移能量曲线，结合阈值来判断连续通行次数。提出基于最优遍历旋转映射的多普勒频谱分割方法，根据通行次数将连续通行的多普勒频谱进行分割。提出从分割后的多普勒频谱中提取特征通过分类器得到每次通行的具体人数。各次通行的人数相加即得到连续通行人数。实验环境中，本发明能够达到100％的通行次数检测正确率和高于90％的通行人数检测正确率，高于现有WiFi连续通行人数检测方案。

技术领域

本发明涉及连续通行检测和连续通行人数检测技术，尤其涉及一种基于WiFi的连续通行检测和连续通行人数检测技术。

背景技术

通行人数检测是指统计一段时间内通过通道或出入口的人数。通行人数的自动化检测和精确统计对许多场所来说都非常重要，如：零售商店、购物中心、游客中心、图书馆、博物馆、以及公共交通等，这些场所都需要对人员流量进行检测和监控。对于零售商店，出入口处准确的通行人数检测有助于零售商了解店内顾客数量，从而辅助店铺管理。对于室内公共场所，通过出入口处人员通行检测可以确定人员进出状况，从而确定室内人员密集程度，并在密度过大时实施应急措施，保证公共场所安全。对于公共交通，可以检测上下公共汽车或地铁的人数。

现有的通行人数检测方案大多基于视频监控。该方案可以高精度地检测出通行及人数，但是视频技术受光线影响较大，在弱光、无光或遮挡情况下无法准确估计人数，在隐私敏感环境中也无法部署。因此我们采用基于WiFi的通行及人数检测方案，能够解决在弱光、无光、遮挡环境中较精确地检测通行及人数的问题，同时不存在隐私隐患，且成本低、部署广泛。

接收信号强度(Received Signal Strength Indicator,RSSI)是WiFi最常用的测量值，但由于室内环境的复杂性，WiFi信号存在多径效应，且每条路径具有不同延迟、衰减和相位，使得作为多条路径信号叠加的RSSI不稳定，用于通行人数检测误差较大。由于正交频分复用(Orthogonal Frequency Division Multiplexing,OFDM)技术和多输入多输出(Multiple-Input Multiple-Output,MIMO)技术在WiFi中的应用，目前已经能够从普通商用WiFi设备中获取描述信号中每条子载波信息的信道状态信息(Channel StateInformation,CSI)。CSI属于WiFi物理层特征，能够抵抗来自频段的窄频带信号的干扰，在静态环境中足够稳定，受多径效应影响小，同时能够感知环境中的细微变化，是一种比RSSI更丰富和细粒度的WiFi测量信息。因此我们采用基于CSI的通行及人数检测方案。

当人体通过WiFi覆盖的通道或出入口时，会经历一个相对于WiFi中心链路由远及近和由近及远的过程，该过程会导致WiFi信号产生多普勒效应，申请人在先申请了申请号为201811092425.4申请名称“一种基于普通商用WiFi设备的通行及人数检测方法”正是利用这种多普勒效应进行通行检测和通行人数统计。该方案采用WiFi CSI作为原始数据，从中提取多普勒频谱，然后基于WiFi多普勒频谱进行通行及人数检测，当用于非连续通行时的人数检测精度较高，但用于连续通行时，即通行的人与人之间前后距离较近时，前后人员通行引起的多普勒效应会存在相互干扰现象，使得前后人员通行的多普勒频谱有明显重叠，进而导致无法进行有效的通行检测和人数统计。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，提出一种利用商用WiFi设备检测人员连续通行并统计连续通行人数的方法。

本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种基于WiFi多普勒频移的连续通行人数检测方法，包括以下步骤：

1)检测环境部署：将一对WiFi发射器和接收器分别布置在通道两侧或者场所出入口的左右两侧；