[發明專利]一種基于毫米波雷達的生命體征檢測方法

在審

• 申請號: 202011522548.4
• 申請日: 2020-12-22
• 公開（公告）號: CN112674740A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 賽景波;劉娜;劉琦
• 申請（專利權）人: 北京工業大學
• 主分類號: A61B5/0205
• 分類號: A61B5/0205
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于毫米波的生命特征檢測方法，其特征在于本發明分為原始基帶信號處理模塊、距離-角度平面目標確定模塊以及雷達生命信號處理模塊。采用多天線收發模式，根據距離-角度單元的相位變換確定目標位置。將濾波后的目標生命信號存入圓形緩沖區，每幀數據計算基于前一幀計算結果，并以設定窗口大小計算心跳波形中能量大小，判斷是否丟棄該段數據，減小大幅度運動對心跳信號的影響。再用窗口局部均值法計算原信號局部均值，采用改進的經驗模態分解法計算呼吸和心跳頻率。

2.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于多天線收發模式為兩發四收，發射天線采用分時復用的工作模式，充分利用天線收發孔徑，擴展虛擬天線，其結果為一發八收。

3.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于對帶個脈沖的原始A/D數據進行n點快速傅里葉變換處理，得到頻域信號，該頻域信號包含n個距離單元；對每個距離單元沿著接收天線維度進行q點FFT，得到q個角度單元，可以得到一個矩陣M[n,q]，其中n為距離單元數，q為角度單元數。對矩陣M[n,q]中任意一列數據進行恒虛警及峰值檢測，記錄超過閾值的距離單元序號[a1,a2,…,ap]，其中1≤a1a2…ap≤n，對第a1行的q點數據進行恒虛警及峰值檢測，記錄超過閾值的角度單元序號；對第a2行的q點數據進行恒虛警及峰值檢測，記錄超過閾值的角度單元序號，…，對第ap行的q點數據進行恒虛警及峰值檢測，記錄超過閾值的角度單元序號，最后在慢時間軸上測量篩選出距離-角度單元的相位，最后只保留那些隨著時間，相位變化超過某個閾值的距離-角度單元。

4.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于兩個濾波器的的階數為4階，濾波器類型為IIR濾波器，頻帶分別為0.1～0.5Hz和0.8～2.0Hz。

5.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于找出通過頻帶為0.1～0.5Hz的呼吸信號y(t)的所有局部極值點，計算兩相鄰及之間信號的平均值，求取所有窗口平均值三次樣條插值曲線，得到呼吸信號的局部均值。用呼吸的原始信號減去局部均值，得到內模函數分量，并將局部均值函數當作原始信號重復以上過程，直至得到所有內模函數分量。對分解得到的內模函數分量進行快速傅里葉變換并且進行峰值搜索，根據最大峰值的對應頻率計算呼吸頻率。

6.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于每存入20個數據計算當前段信號能量，若超過設定閾值，則時間段數據從心跳時域信號中丟棄。

7.根據權利要求1所述的一種基于毫米波的生命體征檢測方法，其特征在于找出通過頻帶為0.8～2.0Hz的心跳信號h(t)的所有局部極值點，計算兩相鄰及之間信號的平均值，求取所有窗口平均值三次樣條插值曲線，得到心跳信號的局部均值。用心跳的原始信號減去局部均值，得到內模函數分量，并將局部均值函數當作原始信號重復以上過程，直至得到所有內模函數分量。對分解得到的內模函數分量進行快速傅里葉變換并且進行峰值搜索，根據最大峰值的對應頻率計算心跳頻率。