[發(fā)明專利]一種無接觸感知方式的呼吸檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810249196.6
• 申請(qǐng)日: 2018-03-21
• 公開（公告）號(hào): CN108283496B
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張大慶;張扶桑
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/08
• 分類號(hào): A61B5/08;A61B5/113
• 代理公司: 北京紀(jì)凱知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11245
• 代理人: 趙志剛;魏利娜

1.一種用于識(shí)別呼吸檢測(cè)區(qū)域的方法，其包含：

以發(fā)送設(shè)備的位置和接收設(shè)備的位置為橢圓焦點(diǎn)，以發(fā)送設(shè)備的位置和接收設(shè)備的位置之間的距離為焦距，并根據(jù)發(fā)送設(shè)備發(fā)送的射頻信號(hào)的波長(zhǎng)，構(gòu)建第一菲涅爾區(qū)；

根據(jù)人體所處不同位置的余隙，計(jì)算人體進(jìn)入第一菲涅爾區(qū)的不同位置時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)引起的所述信號(hào)的振幅，其中所述余隙為人體與所述發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備的視線傳輸路徑即LOS傳輸路徑之間的距離與所述第一菲涅爾區(qū)的半徑的比值；

根據(jù)計(jì)算的不同位置的所述信號(hào)的振幅的大小，識(shí)別呼吸檢測(cè)區(qū)域中的可檢測(cè)區(qū)域和不可檢測(cè)區(qū)域，其中：

當(dāng)人體坐著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，所述信號(hào)從人體兩側(cè)衍射通過，計(jì)算的振幅大小交替變化，所述可檢測(cè)區(qū)域和不可檢測(cè)區(qū)域相應(yīng)地交替出現(xiàn)；

當(dāng)人體躺著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，所述信號(hào)從人體一側(cè)衍射通過，計(jì)算的振幅大小單調(diào)變化，其中在所述第一菲涅爾區(qū)邊界附近振幅最小，為所述不可檢測(cè)區(qū)域，而距離所述第一菲涅爾區(qū)越遠(yuǎn)且距離所述LOS傳輸路徑越近，振幅越大，為所述可檢測(cè)區(qū)域。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中當(dāng)所述人體在坐著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，信號(hào)從身體兩側(cè)衍射通過，所述余隙包含前余隙和后余隙，其中所述前余隙和所述后余隙在所述LOS傳輸路徑的不同兩側(cè)，并且分別以不同正負(fù)符號(hào)表示。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中計(jì)算人體進(jìn)入第一菲涅爾區(qū)的不同位置時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)引起的所述信號(hào)的振幅進(jìn)一步包含：

當(dāng)人體躺著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，信號(hào)只能從人體一側(cè)衍射到達(dá)接收端：

針對(duì)余隙進(jìn)行衍射積分，獲得第一菲涅爾區(qū)的完整波形；

根據(jù)人體呼吸的位置，獲得人體進(jìn)入第一菲涅爾區(qū)的不同位置時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)引起的所述信號(hào)的振幅；

當(dāng)人體坐著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，信號(hào)能從人體兩側(cè)衍射到達(dá)接收端：

分別針對(duì)前余隙和后余隙進(jìn)行衍射積分，并根據(jù)兩項(xiàng)積分的組合，獲得第一菲涅爾區(qū)的完整波形；

根據(jù)人體呼吸的位置，獲得人體進(jìn)入第一菲涅爾區(qū)的不同位置時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)引起的所述信號(hào)的振幅。

4.一種用于呼吸檢測(cè)的方法，其包含：

接收發(fā)送設(shè)備發(fā)送的射頻信號(hào)；

對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理，以獲得處理后的信號(hào)；

如果處理后的信號(hào)的振幅小于閾值，則：

以發(fā)送設(shè)備的位置和接收設(shè)備的位置為橢圓焦點(diǎn)，以發(fā)送設(shè)備的位置和接收設(shè)備的位置之間的距離為焦距，并根據(jù)發(fā)送設(shè)備發(fā)送的射頻信號(hào)的波長(zhǎng)，構(gòu)建第一菲涅爾區(qū)；

根據(jù)人體所處不同位置的余隙，計(jì)算人體進(jìn)入第一菲涅爾區(qū)的不同位置時(shí)呼吸運(yùn)動(dòng)引起的所述信號(hào)的振幅，其中所述余隙為人體與所述發(fā)送設(shè)備和所述接收設(shè)備的視線傳輸路徑即LOS傳輸路徑之間的距離與所述第一菲涅爾區(qū)的半徑的比值；

根據(jù)計(jì)算的不同位置的所述信號(hào)的振幅的大小，識(shí)別呼吸檢測(cè)區(qū)域中的可檢測(cè)區(qū)域和不可檢測(cè)區(qū)域，其中：

當(dāng)人體坐著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，所述信號(hào)從人體兩側(cè)衍射通過，計(jì)算的振幅大小交替變化，所述可檢測(cè)區(qū)域和不可檢測(cè)區(qū)域相應(yīng)地交替出現(xiàn)；

當(dāng)人體躺著進(jìn)行呼吸檢測(cè)時(shí)，所述信號(hào)從人體一側(cè)衍射通過，計(jì)算的振幅大小單調(diào)變化，其中在所述第一菲涅爾區(qū)邊界附近振幅最小，為所述不可檢測(cè)區(qū)域，而距離所述第一菲涅爾區(qū)越遠(yuǎn)且距離所述LOS傳輸路徑越近，振幅越大，為所述可檢測(cè)區(qū)域；

針對(duì)所述可檢測(cè)區(qū)域和不可檢測(cè)區(qū)域，調(diào)整發(fā)送設(shè)備和接收設(shè)備的高度/位置，從而使得人體處于可檢測(cè)區(qū)域；

根據(jù)處理后的信號(hào)，對(duì)人體進(jìn)行呼吸監(jiān)測(cè)。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行處理進(jìn)一步包含：

對(duì)接收的射頻信號(hào)進(jìn)行平滑濾波和降噪，并利用快速傅里葉變換提取頻域信息，從而獲得波峰/波谷數(shù)量，確定呼吸頻率。

6.一種用于識(shí)別呼吸檢測(cè)區(qū)域的裝置，其被配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法。

7.一種用于呼吸檢測(cè)的裝置，其被配置為執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求4-5中任一項(xiàng)所述的方法。

8.一種計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其存儲(chǔ)有經(jīng)配置由處理器執(zhí)行的指令，該指令使得計(jì)算機(jī)執(zhí)行根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的方法。