面向行为感知的超声两路同步收发平台设计
2021-10-18汪志胜王天本李张本刘现涛陈子毅
西北民族大学学报(自然科学版) 2021年3期
汪志胜,王天本,李张本,刘现涛,陈子毅
(1.西北农林科技大学 机械与电子工程学院,陕西 杨凌 712100;2.农业农村部农业物联网重点实验室,陕西 杨凌 712100;3.陕西省农业信息感知与智能服务重点实验室,陕西 杨凌 712100)
0 引言
无线行为感知是近年来新兴的研究热点,通过普适的无线信号,如RF、WiFi、声波等对人进行非接触式的行为感知,受到了学术界和产业界的广泛关注与重视[1].由于声波传播速度慢且收发设备采样率相对较高,因此单个采样点对应的传播距离短,能够实现较高精度的感知,此外,收发设备相对廉价,利于推广应用[2].近年来,国内外无线感知研究团队利用声波开展了一些高精度且极具实用价值的行为感知方面的研究,如人体呼吸监测、步态识别、手势识别、轨迹追踪等[3-12].
目前,基于声波的行为感知研究中所使用的收发平台可分为商用设备和自制设备两类.商用设备主要包括智能移动设备[2]2960,[9]497,[10]32,[12]1085(如PC、智能手机及手表等)和音箱、麦克风等音频设备[3]2959,[5]2,但这些设备一般不具备高采样率且频率响应范围较窄,研究者一般能利用的仅为18 kHz ~22 kHz频段.Ueda等[13]通过实验得出部分婴儿和儿童的可听频段略高于20 kHz,因此,目前的商用设备应用于家居环境可能存在干扰儿童的隐患.此外,一方面这些商用设备由于硬件限制,大多只能实现单发单收;另一方面,部分设备存在收发不同步的问题[2]74,[5]10,[11]5-6.收发不同步会影响系统的实时性而导致丢失有效数据,对基于实时测距原理的……
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