Исследование биометрических параметров движущегося человека

Чистова Г.К.
20.05.2005 | 14:00
Чистова Г.К.
Пензенский государственный университет

В задаче обнаружения человека в качестве биометрических параметров можно использовать косвенные характеристики сейсмического сигнала, создаваемого при его движении.
Когда в радиусе чувствительности сейсмоприемника нет движущегося человека, то сигнал на его выходе представляет собой шум (микросейсм Земли). Сейсмический сигнал человека представляет собой чередование импульсов воздействия и пауз, которые заполнены шумом. В формировании сигнала участвует множество факторов, в том числе, физиологические параметры человека: масса, рост, особенности походки, скорость движения.
Очевидно, чем больше масса и скорость движения, тем мощнее удар и следовательно, - мощность импульса. Рисунок 1 подтверждает это предположение. На нем показаны огибающие спектра мощности сигналов двух человек одинакового роста массой 60 кг (кривая 1) и 80 кг (кривая 2). С увеличением массы человека мощность сигнала возрастает линейно (рисунок 2).


Pисунок 1


Рисунок 2
Сейсмический сигнал человека является квазипериодическим. Величина периода изменяется в зависимости от роста: чем больше рост, тем длиннее шаг, а, следовательно и период следования импульсов. На рисунке 3 приведены сигналы двух человек одинаковой массы ростом 1,9 м (а) и 1,62 м (б) при одинаковой скорости движения (1,5 м/с) и их корреляционные функции. В первом случае период равен 0,6 с, во втором - 0,3 с.



Рисунок 3

Устойчивость данных характеристик сигнала человека, подтверждена результатами статистического эксперимента на выборке из 10 записей сигналов (продолжительность записей от 8 до 10 с).
Таким образом, энергетические свойства сигнала и его квазипериодический характер отражают физиологические особенности человека и могут быть использованы при его обнаружении на фоне шума.