[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

本發明提出的基于毫米波雷達的身份認證識別方法及系統，包括：利用毫米波雷達采集多條不同用戶的雷達回波數據；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；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；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；對所述當前用戶心拍模板進行歸一化處理；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。本發明通過利用用戶心拍模板的唯一性和難以仿制的特性，可實現非接觸、安全系數高的身份識別。

【技術領域】

本發明涉及模式識別技術領域領域，更具體地，涉及一種基于毫米波雷達的身份識別方法和系統。

【背景技術】

身份識別在安防監控、金融安全等信息安全領域有著巨大的應用前景，然而傳統的身份識別方式存在易丟失、易被偽造的問題，如密碼、令牌、指紋、人臉、語音等。生物識別技術利用人體固有生理信號難以復制這一特性，成為廣受關注的新型身份識別方式。心跳引起的胸腔振動信號(心臟機械活動信號)是一種醫學生理信號，心跳的模式取決于心臟的生物學特征和幾何結構，存在很強的個體差異性，滿足身份識別的必要特性，其次，心臟機械活動信號的監測具有活體檢測的屬性，可有效避免指模、照片、3D打印技術等仿制問題。

毫米波雷達可以通過監測心臟運動導致的胸腔微動，從而監測心臟的機械活動。通過心臟機械活動波形可以觀察到一個完整的心跳運動周期由等容收縮(IC)、二尖瓣關閉(MC)、主動脈瓣打開(AO)、等容舒張(IM)、主動脈瓣關閉(AC)、二尖瓣打開(MO)和舒張期快速充盈(RF)七個階段組成。一個心跳周期內的胸腔振動模式因心臟的生物學特征和幾何結構存在顯著差異，可以作為監測對象的獨特身份特征，且難以被竊取和仿制。此外，相較于現有的指紋、心電、心音等身份認證模式，基于毫米波雷達監測心臟機械活動的身份識別過程，具有無接觸、遠距離、環境噪聲影響小的特點。中國專利CN108647961A公開了一種基于心電信號身份認證的數字貨幣錢包。包括心電鎖硬件和心電鎖錢包APP。用戶開啟心電鎖錢包APP，則自動喚醒心電鎖硬件，心電鎖硬件采集用戶心電信號，對其進行特征提取，并基于所提取的特征進行心電身份識別。其中，用戶在操作期間需始終佩戴心電鎖硬件用于心電信號的采集，所述心電鎖硬件為心電鎖手環，采用光電連續式心電傳感器進行原始心電信號的采集。所述心電信號的特征為心拍的QRS波持續時間、R-R間隔和平均R-R間隔。中國專利CN101421744B公開了一種電-生物身份識別方法和設備。包括兩個生物簽名，第一個生物簽名為特定個體心跳圖形的表現與所存儲的多個個體的心跳圖形的共有特征之間的差異；第二個生物簽名為所選個體心跳圖形的表現與所存儲的多個個體的心跳圖形的共有特征之間的差異，其中，所述心跳圖形為心電信號(ECG信號)波形。所述的ECG信號的采集方式為電極放置于用戶固定的采集部位進行信號獲取，這些部位包括臂和腿(包括手指和腳趾)，用戶在使用過程中左手的手指觸摸第一傳感器，同時右手的手指觸摸另一個傳感器，觸摸的接觸物通常為金屬等導電介質。但是，CN101421744B需要采用電極貼片采集特定部位的電生理信號，CN108647961A需采用心電鎖手環進行接觸式的心電信號采集，用戶使用心電鎖錢包APP時，需始終佩戴信號采集設備，這種接觸式的設備并不適用于存在皮膚受損、傳染性疾病或其他不宜佩戴信號采集設備的用戶。其次，現有技術CN108647961A所述采集的心電信號特征為QRS波持續時間、R-R間隔和平均R-R間隔，所述關于持續時間的特征受用戶當時的運動狀態、心率、緊張情緒、服用藥物的影響，會存在較大的波動，最終導致用戶因運動、緊張情緒、服用藥物等被拒絕使用心電鎖錢包APP。

可見，現有技術的上述方案中，存在用于身份識別的生物特征易被竊取、偽造、難以無接觸式獲取的問題。

【發明內容】

為了克服上述現有技術的不足，利用心臟機械運動模式的唯一性和難以偽造的特點，本發明提供一種基于毫米波雷達的身份識別方法和系統。

一方面，本發明提出了一種基于毫米波雷達的身份識別方法，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；