[发明专利]一种无接触感知追踪方法

说明书

本申请公开一种移动物体追踪方法，包括如下步骤：两个无线信号接收设备用天线阵列同时分别接收无线信号，并根据无线信号分别确定每根天线上采集的CSI，其中，两个接收设备具有各自的均匀线性天线阵列，在两个接收设备中的每个接收设备上的三根天线构造成均匀线性天线阵列；通过对每个接收设备的三根天线中的两根天线上分别采集的CSI进行共轭相乘，分别确定移动物体在每个接收设备上引入的多普勒频移；根据从每个接收设备的三根天线上采集的CSI，分别获得每个接收设备上的空间谱；根据所确定的移动物体在每个接收设备上引入的多普勒频移和每个接收设备上获得的空间谱，确定移动物体的轨迹。

技术领域

本发明涉及无接触感知追踪技术，尤其涉及一种基于商业无线局域网设备的移动物体追踪方法。

背景技术

无接触感知追踪指的是不需要追踪目标携带任何设备，也不需要发生任何接触性行为，就可以确定目标的移动轨迹。无线局域网(WiFi)设备目前广泛存在于我们的日常生活中，因此实现在商业WiFi设备上的无接触感知追踪技术受到人们的广泛关注。

2013年，美国的Fadel Adib在文献1(See Through Walls with Wi-Fi！SIGCOMM13)中提出了一种利用WiFi信号穿墙追踪目标移动轨迹的解决方案。该方法利用预编码技术，消除环境中静态物体反射的WiFi信号的影响，只关注运动物体反射信号的变化。然而，该方法需要特殊的无线收发器，来支持特殊的预编码算法。同时，该方法只能够感知目标的相对运动趋势，无法获得轨迹。

2015年，美国的Kiran Joshi在文献2(WiDeo:Fine-grained Device-free MotionTracing using RF Backscatter,NSDI 15)中提出了一种解决方案：建立一种自发自收的无线局域网设备，自己发出的信号经过反射后再被自己接收。通过后期信号处理分析出每条反射路径的长度、到达角度(AoA)以及信号强度，根据定位目标的活动性找出定位目标反射的路径，最终追踪目标的轨迹。然而，该方法需要对现有WiFi设备进行修改，改变传统的WiFi工作模式，无法在商业WiFi设备上实现。

2016年，中国的Kun Qian在文献3(Decimeter Level Passive Tracking withWiFi，HotWireless 16)中提出了一种解决方案。该方法提取出WiFi信号的多普勒频移大小，从中获取目标的速度信息，然后根据多对WiFi信号传输链的几何约束，来确定目标移动速度，并追踪目标轨迹。然而，该方法为了获得足够多的WiFi信号传输链约束，需要把一台设备的多根天线分开较远距离放置。这在商用WiFi设备上比较困难，需要突破尺寸限制，并且需要给天线连接较长的馈线，而这会严重影响WiFi通信质量。

2016年，中国的Xiang Li在文献4(Dynamic-MUSIC:Accurate Device-FreeIndoor Localization，Ubicomp 16)中提出了一种解决方案。该方法利用商用WiFi设备上的三根天线在WiFi信号接收设备搭建天线阵列，获取移动目标的相对WiFi信号接收设备的角度，然后利用2个以上的WiFi接收设备，来确定运动目标的位置。然而，该方法为只能独立确定每个时刻目标的位置，无法获取目标的移动轨迹信息。