基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪

doi:10.11959/j.issn.2096-3750.2020.00145

物联网学报 ›› 2020, Vol. 4 ›› Issue (2): 105-112.doi: 10.11959/j.issn.2096-3750.2020.00145

基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪

王宁¹(),赵科¹,周安福¹,马华东¹,刘建华²,杨宁²

¹ 北京邮电大学计算机学院，北京 100876
² OPPO广东移动通信有限公司，北京 100000

修回日期:2020-01-21 出版日期:2020-06-30 发布日期:2020-06-12
作者简介:王宁（1994- ），男，山西太原人，北京邮电大学计算机学院硕士生，主要研究方向为物联网系统和毫米波感知等|赵科（1997- ），男，浙江绍兴人，北京邮电大学本科生，主要研究方向为雷达定位和认知无线电等|周安福（1981- ），男，河南信阳人，北京邮电大学计算机学院教授、博士生导师，主要研究方向为物联网系统和毫米波感知等|马华东（1964- ），男，河南南阳人，北京邮电大学网络技术研究院执行院长、智能通信软件与多媒体北京市重点实验室主任，主要研究方向为物联网与传感网、多媒体理论与系统等|刘建华（1979- ），女，山东青岛人，OPPO广东移动通信有限公司高级通信标准工程师，主要研究方向为5G蜂窝通信和毫米波感知等|杨宁（1981- ），男，陕西西安人，OPPO研究院标准研究部部长、教授级高级工程师，主要研究方向为蜂窝通信和毫米波系统等
基金资助:
国家科技重大专项(2018ZX03001031);中央高校基本科研业务费资助项目(2019XD-A13);国家自然科学基金资助项目(61772084)

Small passive object location tracking based on millimeter-wave sensing

Ning WANG¹(),Ke ZHAO¹,Anfu ZHOU¹,Huadong MA¹,Jianhua LIU²,Ning YANG²

¹ School of Computer Science and Technology,Beijing University of Posts and Telecommunications,Beijing 100876,China
² OPPO Guangdong Mobile Communication Co.,Ltd.,Beijing 100000,China

Revised:2020-01-21 Online:2020-06-30 Published:2020-06-12
Supported by:
The National Science and Technology Major Project(2018ZX03001031);The Fundamental Research Funds for the Central Universities(2019XD-A13);The National Natural Science Foundation of China(61772084)

摘要/Abstract

摘要：

由于毫米波的敏感性极强，物体的微小移动也可以被毫米波所感知，体现为频谱变化，借助此优势提出了一种基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪方法，可以实现对目标物体的高精度定位与追踪。与传统的有源物体定位追踪相比，在无源物体定位追踪中，由于目标物体无法主动发射信号且目标物体较小，因此，需要有效的机制区分、分离目标物体的反射信号和背景环境的反射信号，采用多种方法去除背景噪声和突发噪声，实现了良好的定位追踪效果。实验结果表明，所提方法可以追踪一支笔的运动轨迹，其平均误差为0.32 cm。

关键词: 毫米波感知, 无源定位, 小型物体定位追踪, 背景噪声

Abstract:

Since the sensitivity of the millimeter-wave is very strong,the tiny movement of the object can also be sensed by the millimeter-wave as a spectrum change.With this advantage,a small passive object location and tracking method based on the millimeter-wave sensing was provided,which could achieve the high-precision positioning and tracking of target objects.Compared with the traditional active object localization tracking,the target object could not actively transmit signals and the target object was small in the passive object localization tracking.Thus,an effective mechanism was needed to distinguish and separate the reflected signal of the target object and the reflected signal of the background environment.A variety of methods were used to remove the background noise and the burst noise,and a good positioning tracking effect was achieved.The experimental results show that the proposed method can track the movement of a pen with an average error of 0.32 cm.

Key words: millimeter-wave sensing, passive location, small object positioning and tracking, background noise

中图分类号:

TN929

王宁,赵科,周安福,马华东,刘建华,杨宁. 基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪[J]. 物联网学报, 2020, 4(2): 105-112.

Ning WANG,Ke ZHAO,Anfu ZHOU,Huadong MA,Jianhua LIU,Ning YANG. Small passive object location tracking based on millimeter-wave sensing[J]. Chinese Journal on Internet of Things, 2020, 4(2): 105-112.

图/表 8

图1

图2

图3

图4

图5

图6

图7

表1

参考文献 8

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类别	Tagoram^[13]	RF-IDraw^[12]	Tomography^[15]	mTrack^[14]	本文方法
追踪类型	有源	有源	无源	无源	无源
信号特征	相位	相位	RSS	相位/RSS	相位
天线数量	≥2	8	10～100	≥3	≥3
追踪距离	1～10 m	2～5 m	3～20 m	1m	0.1～0.5 m
平均误差	14 mm	49 mm	80 cm～3 m	8 mm	0.32 cm

基于毫米波感知的小型无源物体定位追踪

Small passive object location tracking based on millimeter-wave sensing

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