[發明專利]匹配不同雷達帶寬的多目標心率呼吸測量方法及系統

在審

• 申請號: 202010920932.3
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111856455A
• 公開（公告）日: 2020-10-30
• 發明（設計）人: 劉傳銀;崔雄文;周楊;李長生
• 申請（專利權）人: 四川長虹電器股份有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;A61B5/0205;A61B5/00
• 代理公司: 成都虹橋專利事務所(普通合伙) 51124
• 代理人: 吳中偉

本發明涉及信號處理技術領域，本發明旨在提出一種匹配不同雷達帶寬的多目標心率呼吸測量方法及系統，以實現對多個目標人體的心率和呼吸的較為精確的非接觸式測量，技術方案概括為：通過配置為第一帶寬的雷達發射機向待測空間發射電磁波信號，對接收到的各目標人體反射回來的第一回波信號進行處理，得到待測空間中各目標人體的位置信息；將雷達發射機配置為第二帶寬，分別根據待測空間中各目標人體的位置方向進行雷達波束形成；對第二回波信號進行處理，得到各目標人體的回波序列；從回波序列中得到呼吸特征信號和心率特征信號，再分別對兩種特征信號進行降噪和快速傅里葉變換，還原出呼吸和心跳運動信息。本發明提高了呼吸和心跳測量的準確性。

技術領域

本發明涉及信號處理技術領域，具體來說涉及一種匹配不同雷達帶寬的多目標心率呼吸測量方法及系統。

背景技術

心率和呼吸是醫生診斷和治療心率不齊、心率變異、心肺異常等疾病和其他相關疾病的重要生理指標。常見的心率測量方法采用接觸式的手段，如壓力傳感器，脈搏波傳感器，心電圖等。接觸式的測量方式對于大面積燒傷、燙傷患者容易產生二次傷害。隨著科技的進步，基于超寬帶雷達的非接觸式的測量方法能夠對這些方面的應用進行補足，具有廣闊的前景。

而在現有超寬帶技術雷達在呼吸和心率的應用中，主要是針對單個靜止人體目標進行測量。人在靜止時，胸部表面會隨著呼吸和心跳產生周期性的震動，超寬帶雷達能夠獲得這些震動信號。從這些信號中，通過一定的處理方法，可以捕捉提取人體呼吸和心跳的信息，用于日常生理特征檢測和健康檢測。而目前室內應用環境往往不止單個個體，針對多個個體的心率呼吸測量方案精度也有限，有必要提供一種方案，能夠較為精確地識別多個目標的人體心率和呼吸的計算方法。

申請公布號CN110464320A提出了一種多目標人體心率和呼吸頻率測量系統及方法，其公開了通過對待測空間內多個目標人體反射回來的回波信號進行處理的方式來進行心率和呼吸的測量，這種方式雖然在一定程度上能夠測量多個目標的人體心率和呼吸，但由于待測空間內有多個目標人體，對某一目標人體進行測量時，可能受到其他目標人體所反射信號的影響，導致測量的結果準確度不高。

發明內容

本發明旨在提出一種匹配不同雷達帶寬的多目標心率呼吸測量方法及系統，以實現對多個目標人體的心率和呼吸的較為精確的非接觸式測量。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案是：匹配不同雷達帶寬的多目標心率呼吸測量方法，包括以下步驟：

步驟1、將雷達發射機配置為第一帶寬，通過所述雷達發射機向多個目標人體所處的待測空間發射電磁波信號，雷達接收機接收各目標人體反射回來的第一回波信號；

步驟2、對所述第一回波信號進行處理，得到待測空間中各目標人體的位置信息，形成目標人體位置坐標數據集；

步驟3、將所述雷達發射機配置為第二帶寬，分別根據待測空間中各目標人體的位置方向進行雷達波束形成，雷達接收機接收各目標人體反射回來的第二回波信號；

步驟4、首先對所述第二回波信號的距離維信息進行傅里葉變換，然后進行極大值搜索，通過提取極大值附近的數據，得到各目標人體的回波序列；

步驟5、通過濾波篩選的方式從回波序列中得到呼吸特征信號和心率特征信號，再分別對兩種特征信號進行降噪和快速傅里葉變換，還原出呼吸和心跳運動信息，完成心率和呼吸的測量。

進一步的，所述第一帶寬小于第二帶寬。

進一步的，步驟2中，所述對第一回波信號進行處理包括：

分別對第一回波信號的距離維信息和角度維信息進行傅里葉變換，得到各目標人體的距離維數據和角度維數據；

根據各目標人體的距離維數據及角度維數據，得到待測空間中各目標人體的位置信息。