ЖУРНАЛ СТА №1/2022

РАЗРАБОТКИ В СТУПЛЕНИЕ На протяжении многих десятилетий радарные датчики использовались для оценки скорости и расстояния до различ- ных целей. В последние годы радарные датчики стали применять гораздо шире в смежных отраслях промышленности. На- пример, радарные датчики стали устанав- ливать на транспортные средства и ис- пользовать для автономного вождения, а также использовать их для сбора био- метрической информации, такой как ча- стота дыхания человека и частота сердеч- ных сокращений. Кроме того, радарные датчики также используются для наблю- дения за людьмивпомещениях. Вотличие от камер распознавания лиц, радарный датчик не меняет своих характеристик да- же в полной темноте. Кроме того, есть ряд преимуществ использования таких датчиков с точки зрения конфиденциаль- ности и защиты информации по сравне- нию с системами распознавания лиц на основе изображения. Основное требование к радарным дат- чикам — это быстродействие и миниа- тюризация самого радара. Поскольку в рассматриваемой системе используется датчик с высокочастотным диапазоном в области миллиметровых волн, вопрос размеров был решён. Например, сейчас Google устанавливает в свой смартфон радиолокационный чип Soli и использу- ет его для распознавания жестов. Кроме того, были проведены исследования по определению положения людей внутри транспортного средства с помощью ма- логабаритного сверхширокополосного (СШП) радиолокационного датчика. В этой статье рассмотрим исследова- ние метода идентификации человече- ских лиц путём их сканирования радар- ными датчиками и метода машинного обучения на основе собранных данных. Метод распознавания лиц на основе ра- диочастотного сканирования может ком- пенсировать недостатки метода распо- знавания лиц на основе изображений. В этом исследовании используется мало- габаритный радиолокационный датчик с частотной модуляцией непрерывного из- лучения (FMCW) с несущей частотой 61 ГГц и полосой пропускания 6 ГГц. По- скольку метод FMCW предполагает вы- сокую степень сжатия импульсов, он имеет лучшие показатели по дальности и точности измерений, чем другие методы с использованием частотной модуляции. Сначала проводится сбор данных с ра- диолокационных датчиков при сканиро- вании лиц нескольких человек. Затем для идентификации лиц проводится обуче- ние свёрточной нейронной сети (CNN) на основе собранных и обработанных данных. Поскольку CNN использует изображение в качестве входного форма- та, необходимо преобразовать радиоло- кационные сигналы с датчиков в форму изображения. Для этого сигналы, полу- ченные от нескольких радиочастотных датчиков, развёртывают параллельно, чтобы сформировать цельное изображе- ние для дальнейшего обучения нейросе- ти. Затем проводится анализ эффектив- ности классификации сети, обученной с помощью данных «радиолокационных изображений». Помимо этого, проводит- ся анализ радиолокационных данных для тех случаев, когда люди носят медицин- ские маски. Это важно для обучения се- ти в корректной классификации в зави- симости от того, надета маска или нет. К ОНФИГУРАЦИЯ СТЕНДА ДЛЯ РАДИОЛОКАЦИИ В ДИАПАЗОНЕ 61 ГГ Ц При исследовании радиолокацион- ного метода для распознавания лиц лю- дей был использован радиолокацион- ный датчик миллиметрового диапазона BTS 60. На рис. 1 показана блок-схема радиолокационного датчика FMCW на 61 ГГц. На рисунке: передающая антен- Современные технологии идентификации лиц Дмитрий Швецов В статье рассматривается один из методов идентификации лиц с использованием радиолокации. В данном методе используется радиолокация непрерывного действия с частотной модуляцией, несущей частотой 61 ГГц и полосой пропускания 6 ГГц. Данные, полученные в результате радиолокационного сканирования лиц людей, передают в свёрточную нейронную сеть (CNN). В этой сети сигналы, полученные от нескольких антенных элементов, параллельно синтезируются, чтобы преобразовать радиолокационные сигналы в изображение, которое является входной формой для CNN. СТА 1/2022 54 www.cta.ru Смеситель Генератор сигналов Осциллятор Тх Rх 90° Смеситель ФНЧ ФНЧ АЦП АЦП ЦСП Рис. 1. Структурная схема радиолокационной системы FMCW 61 ГГц