一种基于UWB雷达的身份识别方法与流程

    技术2026-05-11  15


    本发明涉及身份识别,特别涉及一种基于uwb雷达的身份识别方法。


    背景技术:

    1、随着汽车工业的不断发展,汽车的防盗和便捷使用已成为车主和制造商共同关注的重要课题。传统的机械钥匙作为启动和解锁车辆的主要方式,已经有百年的历史。然而,随着科技的进步,机械钥匙的安全性和便捷性逐渐暴露出诸多不足。例如,机械钥匙容易被复制,且丢失后更换和重配钥匙的过程复杂且费时。此外,机械钥匙还需要车主随身携带,增加了不便性。

    2、为了解决这些问题,市场上陆续出现了遥控钥匙和nfc卡片钥匙。遥控钥匙通过无线电波实现车辆的远程解锁,极大提升了车主的使用体验。然而,遥控钥匙同样需要车主随身携带,而且其电池寿命有限,一旦电量耗尽,便失去了其应有的功能。nfc卡片钥匙则利用近场通信技术,通过在特定距离内感应解锁,但这类钥匙仍旧需要物理卡片的存在,并且卡片容易丢失或损坏。

    3、在上述背景下,数字钥匙应运而生。数字钥匙通过与智能手机的结合,利用蓝牙、wi-fi等无线通信技术,实现车辆的解锁和启动。用户只需携带一部智能手机,便可轻松操作车辆,极大提高了便捷性和用户体验。然而,数字钥匙虽然解决了物理钥匙的携带问题,但数字钥匙依赖于智能手机这一电子设备,一旦手机电量耗尽或损坏,用户将无法正常使用车辆。其次,手机的蓝牙或wi-fi连接在某些情况下可能不稳定,导致解锁或启动失败。此外,智能手机作为个人隐私信息的重要载体,一旦丢失或被盗,可能会导致车辆安全受到威胁。

    4、因此,如何不依赖于任何电子设备实现身份识别,成为了亟待解决的技术难题。


    技术实现思路

    1、本发明的主要目的是提供一种基于uwb雷达的身份识别方法,旨在不依赖于任何电子设备实现身份识别。

    2、为了实现上述目的,本发明提出一种基于uwb雷达的身份识别方法,包括以下步骤:

    3、s1:采集高斯脉冲信号从目标对象反射回来的回波信号;

    4、s2:根据所述回波信号获取时序信道状态信息;

    5、s3:将所述时序信道状态信息转换成三维时频谱图;

    6、s4:根据卷积神经网络构建身份识别模型,将所述三维时频谱图输入所述身份识别网络中,提取三维时频谱图中的身份特征,判断身份特征是否与预设的身份特征是否一致,若一致,则身份验证完成。

    7、在本申请的一实施例中,根据所述回波信号获取时序信道状态信息之前,还包括:

    8、计算回波的频域能量,判断所述频域能量是否大于预设阈值,若是,则执行步骤s2。

    9、在本申请的一实施例中,判断所述频域能量是否大于预设阈值,若否,则重复步骤s1。

    10、在本申请的一实施例中,计算回波的频域能量的计算公式如下:

    11、

    12、其中,e为时间窗内信道状态信息的频域能量;n为时间窗大小;t为时间索引;mag代表归一化傅里叶变换系数。

    13、在本申请的一实施例中,将所述时序信道状态信息转换成三维时频谱图的计算公式如下:

    14、

    15、其中,stft表示傅里叶变换函数;表示信道状态信息的序列;表示窗函数;m代表窗口函数的偏移;表示复指数函数,其中e是自然对数的底,j是虚数单位,ω代表频率,n代表离散时间的索引。

    16、在本申请的一实施例中,所述窗函数的计算公式如下:

    17、;

    18、其中,n为采样长度;n为离散时间索引。

    19、在本申请的一实施例中,身份识别模型包括:

    20、输入层,用于接收时频谱图数据;

    21、至少三层依次设置的卷积核心,用于对所述提取所述时频谱图数据中的身份特征;

    22、全局平均池化,用于将提取的身份特征转化为特征向量;以及

    23、分类函数,用于对所述特征向量进行分类。

    24、在本申请的一实施例中,所述卷积核心包括依次设置的卷积层、批归一化层、以及relu激活函数。

    25、在本申请的一实施例中,所述卷积核心为三个,分别为第一卷积核心、第二卷积核心、以及第三卷积核心;其中,所述第一卷积核心卷积层的卷积核大小为1*1;所述第二卷积核心卷积层的卷积核大小为3*3;所述第三卷积核心卷积层的卷积核大小为5*5。

    26、在本申请的一实施例中,预设的身份特征生成过程如下:

    27、s10:采集高斯脉冲信号从特定对象反射回来的特定回波信号;

    28、s20:根据所述特定回波信号获取特定时序信道状态信息;

    29、s30:将所述特定时序信道状态信息转换成特定三维时频谱图;

    30、s40:将所述特定三维时频谱图输入所述身份识别网络中,提取三维时频谱图中的特定身份特征,将所述特定身份特征存储为预设的身份特征。

    31、采用上述技术方案,该方案使用高斯脉冲信号采集目标对象的回波信号,无需接触目标对象或使用特定的电子设备进行身份验证。这使得身份验证过程更加方便和无感知,减少了对用户的干扰。通过采集回波信号并提取时序信道状态信息,将其转换为三维时频谱图,并通过卷积神经网络进行身份特征提取和验证,其相比于传统的钥匙或卡片的身份验证方法,更难以伪造,提供了更高的安全性。同时其不依赖于任何电子设备或外部存储介质,身份特征的提取和验证过程可以在本地进行,减少了信息泄露的风险,提供了更好的私密性保护。



    技术特征:

    1.一种基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,包括以下步骤:

    2.如权利要求1所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,根据所述回波信号获取时序信道状态信息之前,还包括:

    3.如权利要求2所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,判断所述频域能量是否大于预设阈值,若否,则重复步骤s1。

    4.如权利要求2所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,计算回波的频域能量的计算公式如下:

    5.如权利要求1所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,将所述时序信道状态信息转换成三维时频谱图的计算公式如下:

    6.如权利要求5所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,所述窗函数的计算公式如下:

    7.如权利要求1所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,身份识别模型包括:

    8.如权利要求7所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,所述卷积核心包括依次设置的卷积层、批归一化层、以及relu激活函数。

    9.如权利要求7所述的基于uwb雷达的身份识别方法,其特征在于,所述卷积核心为三个,分别为第一卷积核心、第二卷积核心、以及第三卷积核心;其中,所述第一卷积核心卷积层的卷积核大小为1*1;所述第二卷积核心卷积层的卷积核大小为3*3;所述第三卷积核心卷积层的卷积核大小为5*5。

    10.如权利要求1所述的基于uwb雷达的身份识别方法,预设的身份特征生成过程如下:


    技术总结
    本发明公开了一种基于UWB雷达的身份识别方法,涉及身份识别技术领域。具体包括以下步骤:S1:采集高斯脉冲信号从目标对象反射回来的回波信号;S2:根据所述回波信号获取时序信道状态信息;S3:将所述时序信道状态信息转换成三维时频谱图;S4:根据卷积神经网络构建身份识别模型,将所述三维时频谱图输入所述身份识别网络中,提取三维时频谱图中的身份特征,判断身份特征是否与预设的身份特征是否一致,若一致,则身份验证完成。旨在不依赖于任何电子设备实现身份识别。

    技术研发人员:王文凯,李炳,于涛
    受保护的技术使用者:合肥寰芯微电子科技有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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