[發明專利]一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法

在審

• 申請號: 202111183181.2
• 申請日: 2021-10-11
• 公開（公告）號: CN114041767A
• 公開（公告）日: 2022-02-15
• 發明（設計）人: 王臣豪;母焰
• 申請（專利權）人: 寧波春建電子科技有限公司
• 主分類號: A61B5/024
• 分類號: A61B5/024;A61B5/0507;A61B5/08;A61B5/11;A61B5/113;G01S13/86;G01S13/88
• 代理公司: 無錫嘉馳知識產權代理事務所(普通合伙) 32388
• 代理人: 張華偉

本發明公開了一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，涉及心率檢測技術領域，包括：獲得人體的原始深度圖像，并基于所述原始深度圖像進行分割處理，得到人體的胸腔區域；計算所述原始深度圖像上處在所述胸腔區域內的像素值的平均值，以得到胸腔區域距離值；雷達根據所述胸腔區域距離值確定生理信號距離范圍，并獲取所述生理信號距離范圍內的胸腔振動信號，由所述胸腔振動信號分離得到心率信號和呼吸信號，獲得心跳頻率和呼吸頻率，分別輸出所述心跳頻率與時間、所述呼吸頻率與時間的關系。如此設置，通過原始深度圖像分割處理與毫米波雷達探測技術相結合縮小了雷達的探測范圍，提高了雷達探測和心跳頻率測量的準確率。

技術領域

本發明涉及心率檢測技術領域，更具體地說，涉及一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法。

背景技術

隨著汽車的普及和廣泛應用，人們越來越關注駕駛的安全性、智能化。目前，由于駕駛員疲勞狀態下駕駛而導致的安全事故不在少數，駕駛員的駕駛狀態可以根據其心率的變化來判斷。因此，通過監測車內生命體的心率等特征可以減少疲勞駕駛等因素引起的安全事故；還可以通過心率檢測來判斷駕駛位是活體還是假體，起到防偽的作用。

現有技術中，心率檢測多基于毫米波雷達這種單一的方式進行檢測，由于心率的測量是基于心臟收縮和舒張的微小運動產生的距離差，進而轉化來的相位變化，當人的身體出現大幅擺動時，將會對其準確性造成影響。另外，雷達的功率一定，搜索范圍越大，探測的準確率越低，抗干擾能力也越弱，導致僅依靠毫米波雷達這種單一方式測得的心率值準確率偏低。

因此，如何解決現有技術中通過毫米波雷達這種單一方式測得的心率值準確率較低的問題，成為本領域技術人員所要解決的重要技術問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，解決現有技術中通過毫米波雷達這種單一方式測得的心率值準確率較低的問題。本發明提供的諸多技術方案中的優選技術方案所能產生的諸多技術效果詳見下文闡述。

為實現上述目的，本發明提供了以下技術方案：

本發明提供了一種基于深度相機和毫米波雷達的心率檢測方法，包括以下步驟：

由深度相機獲得人體的原始深度圖像，并基于所述原始深度圖像進行分割處理，得到人體的胸腔區域；

計算所述原始深度圖像上處在所述胸腔區域內的像素值的平均值，以得到胸腔區域距離值；

雷達根據所述胸腔區域距離值確定生理信號距離范圍，并獲取所述生理信號距離范圍內的胸腔振動信號，由所述胸腔振動信號分離得到心率信號和呼吸信號，獲得心跳頻率和呼吸頻率，分別輸出所述心跳頻率與時間、所述呼吸頻率與時間的關系。

優選地，所述分割處理包括：

對所述原始深度圖像依次進行掩膜分割、連通域分析，確定出人體區域；

剔除掉所述人體區域的手臂部分、并在保留部分中確定出上半身區域；

在所述上半身區域中確定出所述胸腔區域。

優選地，所述連通域分析包括：基于所述掩膜分割后的圖像，找到并標記出圖像中的各個連通域，各個所述連通域中面積最大的為所述人體區域。

優選地，由所述人體區域得到頭部寬度，與所述頭部寬度的中心之間的水平距離等于所述頭部寬度的1-1.2倍的兩條豎直線為切割線，所述人體區域中位于所述切割線遠離所述頭部寬度的中心的一側的部分為所述手臂部分。

優選地，用矩形框框出所述人體區域，所述人體區域的最大寬度和最大高度分別作為所述矩形框的長和寬，在與所述矩形框的上邊緣距離為9-11個像素的高度范圍內，選取最大的連通域作為頭寬代表域，所述頭寬代表域的最大長度為所述頭部寬度。