一种基于窄带信号的移动目标检测系统及方法与流程

本发明属于广播通信，尤其是一种基于窄带信号的移动目标检测系统及方法。

背景技术：

1、随着5g技术的广泛应用，物联网技术正迅速发展，其核心在于利用传感器实现感知，以实现各种智能功能。当前，在移动目标检测领域，主要采用三种方法。首先是要求被监测的个体佩戴特殊装置，这虽然实现了目标人员的追踪，但却对佩戴者的日常生活造成了一定程度的影响，且仅能检测人类移动，无法覆盖其他物体。其次，利用wifi或lora信号在室内小范围内设置发送和接收端，通过接收移动物体反射的信号进行检测。然而，由于wifi和lora信号的传播距离有限，只能在有限范围内进行检测，或者需要大量的发送端进行布置，但这会带来昂贵的系统成本。目前另一通用目标检测技术为雷达检测，但雷达通信能力差，无法向用户提供较高的通信质量。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提出一种基于窄带信号的移动目标检测系统及方法，能够无需额外布置其他发送源节点，在保障通信质量的前提下进行移动目标检测，降低系统成本节约频谱资源。

2、本发明解决其技术问题是采取以下技术方案实现的：

3、一种基于窄带信号的移动目标检测系统，包括信号发送设备、信号接收设备、信号处理设备和摄像头，其中，信号发送设备用于发送窄带信号，信号接收设备用于接收信号发送设备发送的窄带信号，信号处理设备用于处理窄带信号，并进行物体运动检测，将检测结果传输至摄像头，摄像头根据检测结果进行录像。

4、而且，所述信号接收设备包括天线和sdr设备，其中天线与sdr设备相连；sdr设备与信号处理设备相连，天线用于接收窄带信号，sdr设备用于将接收的窄带信号传递到信号处理设备。

5、而且，所述信号处理设备包括信号预处理模块、同步检测模块、目标检测模块、交互模块和天线信道相位匹配模块，其中，信号预处理模块分别连接同步检测模块和天线信道相位匹配模块，天线信道相位匹配模块分别连接同步检测模块和目标检测模块，目标检测模块连接交互模块，信号预处理模块用于将窄带信号进行预处理，同步检测模块用于对窄带信号进行同步匹配，目标检测模块用于判断物体是否运动，交互模块用于显示检测结果以及修改参数，天线信道相位匹配模块用于向同步检测模块发送同步请求，根据同步信息计算天线的信道相位的相位差方差，并传递给目标检测模块。

6、而且，所述同步检测模块包括信息存储单元和和同步匹配模块，其中，信息存储单元用于将窄带信号进行解调获得bit流，对bit流进行同步检测，并将同步信息存储，同步匹配模块用于进行同步匹配，并将同步信息传递给天线信道相位匹配模块。

7、而且，所述交互模块包括报警显示单元和更改参数单元，其中，警报显示单元用于显示检测结果，若判断物体运动，则显示警告，并传递给摄像头；否则不进行预警；更改参数单元用于更改目标检测模块中的参数，并将更新后的参数传递给目标检测模块。

8、一种基于窄带信号的移动目标检测系统的检测方法，包括以下步骤：

9、步骤1、信号发送设备发送窄带信号；

10、步骤2、信号接收设备接收窄带信号，将接收的窄带信号传递给信号处理设备；

11、步骤3、信号预处理模块接收窄带信号，对窄带信号进行频谱搬移、滤波、重采样、线性均衡和解差分处理，得到可以分析的接收信号，并传递给同步检测模块与天线信道相位匹配模块；

12、步骤4、同步检测模块的信息存储单元初始化多个等长的列表，将每根天线的接收信号解调为bit流数据，对bit流数据进行同步信息检测，并将每根天线接收信号的同步信息和对应帧的起始位置存储到不同的列表中，每次检测更新列表；

13、步骤5、天线信道相位匹配模块每隔一段时间向同步检测模块发送同步要求；

14、步骤6、同步检测模块的同步匹配单元调用信息存储单元的全部序列的同步信息，并进行同步信息匹配，检测出所有序列同时包含的同步信息，并将其对应帧的起始位置输出到天线信道相位匹配模块；

15、步骤7、天线信道相位匹配模块根据起始位置进行信道估计，取估计信道的相位值，计算多个天线信道相位差的方差，若m个方差值超过阈值，则取最大的方差数值，否则取平均值；将相位差方差输出到目标检测模块；

16、步骤8、目标检测模块设置长度为l的列表存储相位差方差，初始化参数k1、k2，阈值t1、t2；检测列表中的数据，若数据超过阈值t1的个数大于等于k1，则判决为有移动目标；若数据超过阈值t2的个数大于等于k2，则判决为无移动目标；若数据超过阈值t1的个数小于k1，并且超过阈值t2的个数小于k2则判决为无移动目标；将检测结果输出到交互模块；

17、步骤9、交互模块的警报显示单元显示检测结果，若系统判决为有移动目标，则显示警告，并传递给摄像头；否则不进行预警；

18、步骤10、摄像头若接收到有移动目标的判决后进行录像，若判决由有移动目标转变为无移动目标后关闭监控，并自动保存录像；

19、步骤11、返回步骤6，再次执行步骤6至步骤10。

20、而且，所述步骤8参数更改的具体实现方法为若周围无移动物体的环境发生变化，则重新设定参数t1、t2、k1和k2，并将更新后的参数传递给目标检测模块。

21、本发明的优点和积极效果是：

22、通过信号发送设备发送窄带信号，信号接收设备接收窄带信号，并传递给信号处理设备；信号预处理模块对窄带信号进行预处理，得到可以分析的接收信号，同步检测模块利用接收信号做同步，得到对应帧的起始位置；天线信道相位匹配模块进行信道估计，计算多个天线信道相位差的方差，目标检测模块差判决有无移动物体；交互模块的警报显示单元显示检测结果，若有移动物体经过，摄像头自动录像保存，利用无线通信信号进行移动物体检测，实现了保障用户通信质量的前提下进行检测。本发明利用已经部署的基站进行移动目标检测，从而解决传统检测系统中要求发送端与接收端在近距离范围内进行检测的问题。与此同时，无需设置大量的发送端节点以及额外佩戴其他设备，有效减少了资源的开销。

技术特征：

1.一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：包括信号发送设备、信号接收设备、信号处理设备和摄像头，其中，信号发送设备用于发送窄带信号，信号接收设备用于接收信号发送设备发送的窄带信号，信号处理设备用于处理窄带信号，并进行物体物体运动检测，将检测结果传输至摄像头，摄像头根据检测结果进行录像。

2.根据权利要求1所述的一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：所述信号接收设备包括天线和sdr设备，其中天线与sdr设备相连；sdr设备与信号处理设备相连，天线用于接收窄带信号，sdr设备用于将接收的窄带信号传递到信号处理设备。

3.根据权利要求2所述的一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：所述信号处理设备包括信号预处理模块、同步检测模块、目标检测模块、交互模块和天线信道相位匹配模块，其中，信号预处理模块分别连接同步检测模块和天线信道相位匹配模块，天线信道相位匹配模块分别连接同步检测模块和目标检测模块，目标检测模块连接交互模块，信号预处理模块用于将窄带信号进行预处理，同步检测模块用于对窄带信号进行同步匹配，目标检测模块用于判断物体是否运动，交互模块用于显示检测结果以及修改参数，天线信道相位匹配模块用于向同步检测模块发送同步请求，根据同步信息计算天线的信道相位的相位差方差，并传递给目标检测模块。

4.根据权利要求3所述的一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：所述同步检测模块包括信息存储单元和和同步匹配模块，其中，信息存储单元用于将窄带信号进行解调获得bit流，对bit流进行同步检测，并将同步信息存储，同步匹配模块用于进行同步匹配，并将同步信息传递给天线信道相位匹配模块。

5.根据权利要求1所述的一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：所述交互模块包括报警显示单元和更改参数单元，其中，警报显示单元用于显示检测结果，若判断物体运动，则显示警告，并传递给摄像头；否则不进行预警；更改参数单元用于更改目标检测模块中的参数，并将更新后的参数传递给目标检测模块。

6.一种如权利要求1至5任一项所述的基于窄带信号的移动目标检测系统的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：

7.根据权利要求1所述的一种基于窄带信号的移动目标检测系统，其特征在于：所述步骤8参数更改的具体实现方法为若周围无移动物体的环境发生变化，则重新设定参数t1、t2、k1和k2，并将更新后的参数传递给目标检测模块。

技术总结
本发明涉及一种基于窄带信号的移动目标检测系统及方法，通过信号发送设备发送窄带信号，信号接收设备接收窄带信号，并传递给信号处理设备；信号预处理模块对窄带信号进行预处理，得到可以分析的接收信号，同步检测模块利用接收信号做同步，得到对应帧的起始位置；天线信道相位匹配模块进行信道估计，计算多个天线信道相位差的方差，目标检测模块差判决有无移动物体；交互模块的警报显示单元显示检测结果，若有移动物体经过，摄像头自动录像保存。本发明利用已经部署的基站进行移动目标检测，从而解决传统检测系统中要求发送端与接收端在近距离范围内进行检测的问题。与此同时，无需设置大量的发送端节点，有效减少了资源的开销。

技术研发人员：闫磊,邵竞伟,刘文远,杨小川,张文宇,肖明,李鑫滨,李纲,董丽欣
受保护的技术使用者：秦皇岛港股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5