1.一种基于无线信道的人体动作识别方法,其特征在于,包括以下步骤:分别获取无人条件下波束域信道状态信息以及不同人体动作下波束域信道状态信息;
获取波束域信道状态信息,具体包括:在无人条件下或不同人体动作下的三维空间进行波束域水平、垂直采样;所述波束域水平采样角度由发送天线阵列中天线的列数、水平方向空间频率所确定;所述波束域垂直采样角度由发送天线阵列中天线的行数、垂直方向空间频率所确定;
获取发送端波束赋形矩阵,用于在整个三维空间内形成Pv×Ph个正交波束,具体计算公式为:其中,表示克罗内克积,向量b和a分别为发送阵列的垂直方向和水平方向一维天线阵列导向矢量,和为水平、垂直方向空间频率,Pv和Ph分别为发送天线阵列中天线的行数和列数;
所述无人条件下波束域信道状态信息计算公式为:
其中,(·)*表示共轭,HRef(t,f)为在时刻t和频率f的1×P维空间域信道矩阵,P为天线数;
HRef(t,f)表示为:
其中,N为信道中的多径数目,βn和τn分别为第n条径的幅度和时延,Φn为第n条径的初始相位,服从[0,2π]内均匀分布;
所述不同人体动作下波束域信道状态信息计算公式为:
其中,H(t,f)为有人状态下1×P维无线信道矩阵;
H(t,f)表示为:
其中,νn是第n条多径的多普勒频率,设传输环境静止,由人的反射导致的多径标号为当人行走或跌倒时,对于其它多径,其多普勒频率为0;
波束域残差信道计算公式为:
基于无人条件下波束域信道状态信息和不同人体动作下波束域信道状态信息得到波束域残差信道数据;
根据残差信道数据提取与人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率;
将上述得到的人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率输入至训练好的分类器中进行识别,输出人体动作识别结果。
2.如权利要求1所述的一种基于无线信道的人体动作识别方法,其特征在于,在获取波束域信道状态信息之前,还包括设置系统参数,包括载波频率、收发端水平距离,收发天线高度、天线配置。
3.如权利要求1所述的一种基于无线信道的人体动作识别方法,其特征在于,根据残差信道数据提取与人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率,具体包括:将残差信道数据对时间进行求导,获得在不同动作下的瞬时多普勒频率,在残差信道数据中提取功率最强的波束所应对的波束水平序号和波束垂直序号。
4.一种基于无线信道的人体动作识别系统,其特征在于,包括:获取模块:分别获取无人条件下波束域信道状态信息以及不同人体动作下波束域信道状态信息;
获取波束域信道状态信息,具体包括:在无人条件下或不同人体动作下的三维空间进行波束域水平、垂直采样;所述波束域水平采样角度由发送天线阵列中天线的列数、水平方向空间频率所确定;所述波束域垂直采样角度由发送天线阵列中天线的行数、垂直方向空间频率所确定;
获取发送端波束赋形矩阵,用于在整个三维空间内形成Pv×Ph个正交波束,具体计算公式为:其中,向量b和a分别为发送阵列的垂直方向和水平方向一维天线阵列导向矢量,和为水平、垂直方向空间频率,Pv和Ph分别为发送天线阵列中天线的行数和列数;
所述无人条件下波束域信道状态信息计算公式为:
其中,(·)*表示共轭,HRef(t,f)为在时刻t和频率f的1×P维空间域信道矩阵,P为天线数;
HRef(t,f)表示为:
其中,N为信道中的多径数目,βn和τn分别为第n条径的幅度和时延,Φn为第n条径的初始相位,服从[0,2π]内均匀分布;
所述不同人体动作下波束域信道状态信息计算公式为:
其中,H(t,f)为有人状态下1×P维无线信道矩阵;
H(t,f)表示为:
其中,νn是第n条多径的多普勒频率,设传输环境静止,由人的反射导致的多径标号为当人行走或跌倒时,对于其它多径,其多普勒频率为0;
波束域残差信道计算公式为:
残差信道计算模块:基于无人条件下波束域信道状态信息和不同人体动作下波束域信道状态信息得到波束域残差信道数据;
数据提取模块:根据残差信道数据提取与人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率;
动作识别模块:将上述得到的人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率输入至训练好的分类器中进行识别,输出人体动作识别结果。
5.如权利要求4所述的一种基于无线信道的人体动作识别系统,其特征在于,在所述数据提取模块中,根据残差信道数据提取与人体动作对应的波束序号和瞬时多普勒频率,具体包括:将残差信道数据对时间进行求导,获得在不同动作下的瞬时多普勒频率,在残差信道数据中提取功率最强的波束所应对的波束水平序号和波束垂直序号。
6.一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征是,该程序被处理器执行时实现如权利要求1-3中任一项所述的一种基于无线信道的人体动作识别方法中的步骤。
7.一种处理装置,包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序,其特征是,所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-3中任一项所述的一种基于无线信道的人体动作识别方法中的步骤。