목차 주제 과정 활용성과완성도 (matlab...
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목차
주제
과정
활용성과 완성도
한계 및 보완
부록(MATLAB Code)
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주제
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주제
UWB Radar를 이용한 사람의 키 측정
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UWB Radar를 이용하여 1~3m 거리 안에서 무선으로 키 측정
UWB Radar
과정
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과정
UWB Radar의특징
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기본적으로 사물과의 거리 측정에 기반
Relatively High Resolution ( 4mm )
Resolution 이 좋아 CM단위도 측정이 가능하다
Penetration
투과성이 있어 벽이나 장애물 뒤에 있는 물체 감지가 가능하다.
과정
사용 한 레이더의 종류와 환경
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사용한 레이더의 특징
• 다른 레이더보다 보는 폭이 가로방향으로 길고 세로로 좁다
• 사람의 신호를 받기엔 90도 회전시켜측정하는것이 바람직하다.
환경
• PC, Matlab 환경
• PC와 레이더를 USB로 연결
• Matlab을 이용하여 레이더를 통해 받은 신호를 처리
과정
처음 고려했던 실험환경
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문 위, 또는 천장에 레이더 설치
문 또는 통로에는 한번에 1명만 지나간다고 가정
과정
키 측정 방식
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Distance
Height
A
B
키 =
과정
당면했던 문제점
레이더 측정에서 사람 머리(정수리)까지의 거리가 정확하지 않다.
-> 1~2cm 정도로 오차를 보정해 주었다.
레이더를 통해 들어오는 신호를, Threshold를 이용하여 구분하는데, Threshold 값 선정이 어렵다
반올림, 필터처리, 피크값에 따른 유동적인 Threshold, 미분계수 등등
Peak 값 대비 Threshold 값을 사용하였다.
레이더로부터의 거리 측정에서 offset을 설정해 주어야한다.
약 20cm 오차가 있어 SampleDelay 값 조정을 통해 보정
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과정
당면했던 문제점
1~2cm 도 키 측정과정에서는 예민하기 때문에, 실험환경에서 레이더의 높이, 사람과의 거리 측정이힘들다
FTC와 ITBT 관등 다양한 장소, 많은 실험을 통해 레이더의 높이를 정할 수 있었다.
레이더의 종류에 따라 신호의 세기도 바뀌고, 사용해야하는 Parameter 도 달라진다.
되도록이면 각을 좁게 보는 레이더를 선택하였다.
레이더의 각도에 따라 사람의 신호 세기가 바뀐다.
많은 실험을 통해 각도를 잡을 수 있었다.
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과정
당면했던 문제점
RawData와 B_LowPass 데이터의 사용
키 측정할때 LowPass 신호의 경우 신호의 값이 작아지거나, 값이 일정하지 않아 RawData를 사용하였다.
특히 B_LowPass 신호의 경우 머리신호가 현저히 줄어들어 구별이 힘들다
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B_LowPass RawData
과정
사용한 레이더의 원리 및 파라미터
1) 배경 데이터 수집 ( 약 300~500 Sample, 환경에 따라 다름)
2) 사람 신호 데이터 수집 ( 약 150~200 Sample)
3) 배경 데이터와 사람 데이터의 차이를 얻어내어, median 필터와 round 함수를 통하여 결과 도출
4) 처리된 신호에서 머리와 발 부분을 정해줄 threshold를 고려
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배경신호 수집
사람신호 수집
사람 - 배경
Threshold 적용
활용성과 완성도
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활용성과 완성도
활용성
놀이기구와 같이 키로 인해 입장을 구분할때, 이러한 작품을 이용하면 노동력이 필요하지 않다.
가게나 어떤 장소를 드나드는 사람들의 평균키를 구할때 이용되어질 수 있다.
성장기 아이가 있는 집에 설치해놓으면 시간에 따라 아이의 키가 어떻게 변화하는지 알 수 있다.
헬스케어와 같은 의료기기 또는 건강검진 기기에 활용될 수 있다.
꼭 사람이 아닌 구조물이나 사물의 길이를 재는 것에 사용되어 질 수 있다.
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활용성과 완성도
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머리신호
몸통 신호다리 및 발신호
Peak값 대비Threshold 처리후
Threshold 처리 전
Radar Resolution : 4mm 256 sample : 1m
활용성과 완성도
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실제키 : 181cm오차 : 1.2cm
측정 키
Left Edge
Radar 부터 머리까지의거리
392x4(mm) = 1.568m
활용성과 완성도
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실제키 : 176cm오차 : 1cm
측정 키
Left Edge
Radar 부터 머리까지의거리
396x4(mm) = 1.584m
한계 및 보완
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한계 및 보완
한계
Threshold에 따라 머리신호가 구분되기 때문에, Threshold 값에 너무 예민하다.
움직이는 사람에 대해서는 키 측정이 어렵다.
발끝 신호와 바닥 신호의 구분이 상당히 어렵다.
사람신호 수집을 위해, 레이더앞에서 15초가량 서있어야 한다. ( 사람이 움직이면 키가 부정확해진다 )
레이더의 높이가 낮을수록 오차가 더 커진다. ( 사람의 키가 클수록 오차가 커진다 )
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부록 (MATLAB Code)
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부록
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부록
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