[發明專利]基于毫米波雷達的身份識別方法和系統

在審

• 申請號: 202111532892.6
• 申請日: 2021-12-15
• 公開（公告）號: CN114259225A
• 公開（公告）日: 2022-04-01
• 發明（設計）人: 濮玉;萬錦偉;陳杰;劉晨
• 申請（專利權）人: 中國電子科技南湖研究院
• 主分類號: A61B5/117
• 分類號: A61B5/117;A61B5/024;A61B5/11;A61B5/16
• 代理公司: 中國和平利用軍工技術協會專利中心 11215
• 代理人: 劉光德;彭霜

1.一種基于毫米波雷達的身份識別方法，其特征在于包括：

步驟1：利用毫米波雷達采集多條不同用戶的雷達回波數據；

步驟2：將所采集到的雷達回波數據通過預處理的方式分解出雷達心臟機械活動波形數據RCG；

步驟3：對所述雷達心臟機械活動波形數據RCG進行心率估計和心拍定位；

步驟4：根據定位出的心拍位置，進行心拍切割和心拍對齊，最終生成當前用戶的心拍模板；

步驟5：對所述當前用戶心拍模板進行歸一化處理；

步驟6：將所述當前用戶歸一化心拍模板與模板庫中模板進行匹配和識別。

2.根據權利要求1所述的身份識別方法，其特征在于，所述步驟1還包括：

所采集的用戶數量大于30人，并覆蓋不同性別、不同年齡段和不同心率的人群；

數據采集的最短持續時間為20秒，采集方式為用戶正對信號采集裝置站立，距離為20cm-50cm之間。

3.根據權利要求1所述的身份識別方法，其特征在于，所述步驟2中的預處理包括以下處理方式：

波束成形、相位信息提取、相位解卷繞和帶通濾波器濾波。

4.根據權利要求1-3任一項所述的身份識別方法，其特征在于，所述步驟3還包括：

1)采用自相關函數ACF的方式繪制步驟2所得的RCG信號的自相關ACF曲線，用于估計心率HR，其中，將ACF曲線中最高峰所對應的橫坐標定義為RCG信號的心率HR；

2)將Pan-Tompkins算法中巴特沃斯帶通濾波器的上、下限截止頻率分別設置為8Hz和20Hz，識別RCG信號中的主動脈瓣打開AO峰，生成AO峰序列，AO峰序列中每個元素記為AOI[i]，其中i為AO峰序列中的順序號，1≤i≤M，M為所述順序號的最大值，計算相鄰AO峰的間隔，間隔編號為相鄰AO峰的順序號的較大者，記為diff_AOI[j]，其中，2≤j≤M；

若相鄰AO峰間隔的均值mean_diff_AOI在[60×fs/HR-10,60×fs/HR+10]區間范圍內，則判定當前RCG信號計算所得的AO峰序列有效，每個元素記為AO_loc[i],其中，所述fs為采樣頻率。

5.根據權利要求4所述的身份識別方法，其特征在于所述fs為100Hz。

6.根據權利要求5任一項所述的身份識別方法，其特征在于，所述步驟4還包括：

1)對步驟2中RCG信號進行高通濾波，采用巴特沃斯高通濾波器，其中參數選擇為：歸一化截止頻率Wn為0.08，用于增強AO峰，在[AO_loc[i]-10,AO_loc[i]+10]的區間范圍內尋找最大值，進行AO峰位置微調，后續切割心拍時始終以所述AO峰為基準點，進行心拍的對齊；

2)根據步驟3所得的心率HR計算出心拍的持續時間len_beat，計算公式為：

len_beat＝60X fs/HR，

將步驟3所得AO峰序列作為基準點，從點AO_loc[i]向前取m個采樣點，向后取n個采樣點，進行心跳切割，其中，所述m為0.35×len_beat的計算結果按照四舍五入得到的整數值，所述n為0.65×len_beat的計算結果按照四舍五入得到的整數值；

3)將切割和對齊后的心拍進行平均，生成最終的心拍模板template_A。

7.根據權利要求6所述的身份識別方法，其特征在于,所述步驟5還包括：

1)用戶以不同的角度和距離面對毫米波雷達，將步驟4所得的心拍模板template_A進行幅度的0-1歸一化；

2)若步驟4所得心拍模板template_A長度大于120個采樣點，則采用降采樣的方式，若template_A長度小于120個采樣點，則采用升采樣的方式處理當前心拍模板，使得心拍持續時間固定為120個采樣點；

3)最終得到當前用戶的歸一化心拍模板，記為Template_Norm。