[发明专利]基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法

说明书

一种基于Wi‑Fi识别系统的信号转换方法，通过对接收端空间位置变化的几何关系和Wi‑Fi的传播特性进行建模，从而将移动后的接收端采集得到的CSI信号直接转换成原始位置的Wi‑Fi接收设备收到的信号从而实现Wi‑Fi动作识别的设备位置无关性。本发明利用Wi‑Fi信号的传播特性，通过数学建模与基本的变换，使得被放置在其他位置的接收器利用收集的信号可以对人体动作姿态进行估计并最终将该信号转换为用户在面对Wi‑Fi设备时应该收到的信号，最终达到设备在几乎任意位置都可以进行用户动作识别的效果。

技术领域

本发明涉及的是一种无线通信领域的技术，具体是一种基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法。

背景技术

随着物联网(IoT)技术和智能家居近年的飞速发展，利用Wi-Fi设备对人体动作进行识别与认证进而控制智能家居的相关工作已经被研究人员们广泛研究。通常情况下在基于Wi-Fi的动作识别系统中，用户站在固定位置面对着Wi-Fi设备的发送端和接收端进行动作的识别与验证。但是，由于家庭环境的变化，Wi-Fi设备的位置也可能相应的发生改变，虽然用户仍站在同样位置做认证动作，但是由于Wi-Fi接收器位置的变化导致收到的信号已经完全不同。

信道状态信息CSI是指通信链路的信道属性，其描述了信号在不同子载波传输路径上的变化情况，如多径效应，传播衰减，信号散射，信号反射等。因此身体姿态的变化通常可以导致接收端接收到的CSI数据的改变。由于不同动作对CSI的影响不同，因此可以用CSI的变化进行人体动作的识别。但目前大多数室内环境下的用户动作识别需要用户和Wi-Fi识别设备在固定的位置才能达到良好的识别效果。如果设备位置改变，则需要重新训练动作识别模型，这极大增加了用户的使用门槛，从而使得Wi-Fi识别设备的商业化变得困难。因此，一种基于Wi-Fi设备位置无关的用户动作识别方法就显得尤其重要。

发明内容

本发明针对现有基于Wi-Fi的人体姿态的识别系统的不足，提出一种基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法，利用Wi-Fi信号的传播特性，通过数学建模与基本的变换，使得被放置在其他位置的接收器利用收集的信号可以对人体动作姿态进行估计并最终将该信号转换为用户在面对Wi-Fi设备时应该收到的信号，最终达到设备在几乎任意位置都可以进行用户动作识别的效果。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明涉及一种基于Wi-Fi识别系统的信号转换方法，通过对接收端空间位置变化的几何关系和Wi-Fi的传播特性进行建模，从而将移动后的接收端采集得到的CSI信号直接转换成原始位置的Wi-Fi接收设备收到的信号，从而实现Wi-Fi动作识别的设备位置无关性。

本发明涉及一种实现上述方法的系统，包括：信号采集单元、信号转换单元以及信号动作分类单元，其中：信号采集单元负责收集人体反射的动作信号，并将采集到的信号传入信号转换单元；信号转换单元通过信号微分、多项式拟合求参数以及信号转换将转换后的信号输出至信号动作分类单元，信号动作分类单元进行设备位置无关的信号转化与识别。

技术效果

本发明整体解决了现有技术由于Wi-Fi设备的位置可能随着家居的位置而发生变化，此时由于设备位置发生变化导致接收端收到的来自同一个动作的信号和在原位置信号有较大区别从而导致动作无法识别的问题。

与现有技术相比，本发明利用设备位置信息以及Wi-Fi信号传播特性进行建模，将不同位置接收端信号动作经过转化使得转化后的信号和初始位置接收端应该收到的信号一致。本发明信号接收设备的位置理论上可以任意变化，极大提高了动作识别系统的灵活性与拓展性。

附图说明

图1为本发明流程图；

图2为实施例用户线性动作的示意图；

图3为实施例用户非线性动作的示意图；

图4为实施例信号转换过程的示意图。