1.一種目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,包括構(gòu)建wifi通信環(huán)境的wifi通信系統(tǒng)以及與所述wifi通信系統(tǒng)連接的追蹤平臺(tái),所述目標(biāo)處于wifi通信環(huán)境中,所述追蹤平臺(tái)基于信道狀態(tài)信息中經(jīng)由目標(biāo)反射的信號(hào)的傳播路徑長(zhǎng)度變化量追蹤目標(biāo)。
2.如權(quán)利要求1所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述追蹤平臺(tái)包括:
傳播路徑長(zhǎng)度變化裝置,與所述wifi通信系統(tǒng)連接,從信道狀態(tài)信息中提取所述傳播路徑長(zhǎng)度變化量;
初始位置裝置,與所述傳播路徑長(zhǎng)度變化裝置和wifi通信系統(tǒng)連接,基于運(yùn)動(dòng)偵測(cè)算法和偽自校準(zhǔn)算法獲得目標(biāo)的初始位置;以及
追蹤裝置,與所述傳播路徑長(zhǎng)度變化裝置和初始位置裝置連接,基于所述路徑長(zhǎng)度變化量和目標(biāo)的初始位置獲得目標(biāo)的當(dāng)前速度和當(dāng)前位置。
3.如權(quán)利要求2所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述傳播路徑長(zhǎng)度變化裝置包括:
去噪模塊,與所述wifi通信系統(tǒng)連接,用于對(duì)所述信道狀態(tài)信息進(jìn)行帶通濾波,得到去噪后的信道狀態(tài)信息;
高能子載波模塊,與所述去噪模塊連接,用于對(duì)所述去噪后的信道狀態(tài)信息分割成部分重疊的片段,基于每個(gè)片段中各子載波的互相關(guān)值得到包含最多人體反射能量的一組高能子載波;
能量譜模塊,與所述高能子載波模塊連接,基于所有分段的高能子載波獲得能量譜;以及
動(dòng)態(tài)規(guī)劃模塊,與所述能量譜模塊連接,對(duì)所述能量譜基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法獲得所述傳播路徑長(zhǎng)度變化量。
4.如權(quán)利要求3所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述能量譜模塊包括:
主成分單元,與所述高能子載波模塊連接,對(duì)任意一組高能子載波進(jìn)行主成分分析,選取第一個(gè)主成分,所述第一個(gè)主成分包含主要且一致的由目標(biāo)運(yùn)動(dòng)引起的能量變化;
能量譜片段單元,與所述主成分單元連接,對(duì)所述第一個(gè)主成分進(jìn)行短時(shí)傅里葉變換,并添加零填充以獲得具有更細(xì)的頻率粒度的能量譜片段;
拼接單元,與所述能量譜片段單元連接,將所有高能子載波的能量譜片段拼接為能量譜。
5.如權(quán)利要求4所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述動(dòng)態(tài)規(guī)劃模塊包括:
采樣單元,與所述拼接單元連接,對(duì)所述能量譜進(jìn)行時(shí)域降采樣,使相鄰時(shí)刻采樣的傳播路徑長(zhǎng)度變化量對(duì)應(yīng)的頻率變化不超過1Hz;
動(dòng)態(tài)規(guī)劃單元,與所述采樣單元連接,基于動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法得到最優(yōu)的路徑長(zhǎng)度變化量;
其中,所述動(dòng)態(tài)規(guī)劃算法的公式為:
s.t.|fi-fi-1|≤1;i=2,…,T
所述F為能量譜,fi表示i時(shí)刻的頻率,PLCRopt表示最優(yōu)的路徑長(zhǎng)度變化量。
6.如權(quán)利要求5所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述初始位置裝置包括:
追蹤閾值模塊,與所述拼接單元連接,基于每個(gè)片段中所述高能子載波的互相關(guān)值、能量譜的方差以及當(dāng)前時(shí)刻前一定時(shí)間內(nèi)的片段的最小的能量譜方差獲得追蹤閾值,當(dāng)超過追蹤閾值時(shí)開始追蹤;
分段模塊,與所述追蹤閾值模塊連接,對(duì)路徑基于多種約束條件進(jìn)行分段,并在每段路徑開始時(shí)進(jìn)行初始化追蹤,每段路徑的初始速度為一對(duì)極小的不確定量;
粗搜索模塊,與所述分段模塊連接,以粗粒度對(duì)整個(gè)監(jiān)控區(qū)域進(jìn)行搜索,以具有最小路徑長(zhǎng)度變化量誤差的位置作為待確認(rèn)位置;以及
細(xì)搜素模塊,與所述粗搜索模塊連接,以所述待確認(rèn)位置為中心進(jìn)行細(xì)粒度搜索,以具有最小路徑長(zhǎng)度變化量誤差的位置作為初始位置。
7.如權(quán)利要求6所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述wifi通信系統(tǒng)包括多條通信鏈路,所述追蹤裝置包括:
第一速度模塊,與所述傳播路徑長(zhǎng)度變化裝置和初始位置裝置連接,基于目標(biāo)上一時(shí)刻位置、每一條鏈路的位置以及路徑長(zhǎng)度變化量得到該鏈路下目標(biāo)當(dāng)前速度的關(guān)系式;
最優(yōu)速度模塊,與所述第一速度模塊連接,基于所有鏈路的關(guān)系式以及估算的路徑長(zhǎng)度變化量的符號(hào)得到目標(biāo)當(dāng)前速度的最優(yōu)解;以及
當(dāng)前位置模塊,與所述最優(yōu)速度模塊連接,基于所述當(dāng)前速度的最優(yōu)解、目標(biāo)上一時(shí)刻位置以及兩次采樣的時(shí)間間隔得到目標(biāo)的當(dāng)前位置。
8.如權(quán)利要求7所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述最優(yōu)速度模塊基于目標(biāo)運(yùn)動(dòng)連續(xù)性的約束算法獲得所述路徑長(zhǎng)度變化量的符號(hào)。
9.如權(quán)利要求8所述的目標(biāo)追蹤系統(tǒng),其特征在于,所述約束算法包括:
其中,表示路徑長(zhǎng)度變化量的符號(hào)的最優(yōu)值,errl,k表示路徑長(zhǎng)度變化量和最優(yōu)的路徑長(zhǎng)度變化量的均方誤差,errv,k表示速度偏差,β表示權(quán)重系數(shù),Ak表示k時(shí)刻的位置系數(shù)矩陣、Rk表示k時(shí)刻的路徑長(zhǎng)度變化量矩陣。
10.一種目標(biāo)追蹤方法,其特征在于,所述目標(biāo)處于wifi通信環(huán)境中,基于信道狀態(tài)信息中經(jīng)由目標(biāo)反射的信號(hào)的傳播路徑長(zhǎng)度變化量追蹤目標(biāo)。
11.如權(quán)利要求10所述的目標(biāo)追蹤方法,其特征在于,具體包括:
S1、從信道狀態(tài)信息中提取所述傳播路徑長(zhǎng)度變化量;
S2、基于運(yùn)動(dòng)偵測(cè)算法和偽自校準(zhǔn)算法獲得目標(biāo)的初始位置;以及
S3、基于所述路徑長(zhǎng)度變化量和目標(biāo)的初始位置獲得目標(biāo)的當(dāng)前速度和當(dāng)前位置。