一种基于雷达的生命体征检测方法

文档序号:26050642发布日期:2021-07-27 15:25阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,具体按照以下步骤实施:

步骤1,设计长度为m的伪随机序列,所述伪随机序列中的每个值选自1~2m-1;

步骤2,将所述伪随机序列调制到雷达的发射信号上,使得每个周期的发射信号频率的起始位置均不相同;

步骤3,将调制后的发射信号与接收到的回波信号混频,再通过滤波器获得滤波信号;

步骤4,对所述滤波信号进行fft变换,根据目标距雷达的位置获得瞬时相位,瞬时相位随时间的变化所组成的序列经过相位解缠,即可得到原始的生命体征信号序列;

步骤5,采用去趋势算法对所述原始的生命体征信号序列进行处理,使得滤波信号的走势稳定在0轴附近,获得去趋势后的信号;

步骤6,采用beads算法对所述去趋势后的信号进行处理,得到基线信号,再对所述基线信号做相位差,得到相位差信号;

步骤7,采用beads算法对所述相位差信号进行处理,提取呼吸信号,再将所述相位差信号与呼吸信号进行作差,获得心跳信号;

步骤8,对所述呼吸信号做fft变换,在正常呼吸频率范围内的最大值即为当前时间段的呼吸频率;对所述心跳信号做fft变换,在正常心跳频率范围内的最大值即为当前时间段的心跳频率,完成对生命体征中呼吸及心跳的检测。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,所述m根据设计成本和抗干扰因素选取任意大于2的整数。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,步骤2具体为:

若发射信号为锯齿波,则第k个周期的发射信号表示为:

式(1)中,a为雷达发射信号的幅值;f0为雷达发射信号的中心频率;bk为伪随机序列,bk∈{1,2,3...2m-1},m≥9;p为大于1的正数;t为雷达发射信号的调制周期;b为雷达发射信号的调制带宽;为雷达发射信号的初始相位;t为雷达发射信号的时间序列;

若发射信号为三角波,则第k个周期的发射信号表示为:

4.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,步骤3中,所述滤波器为级联的低通滤波器和带通滤波器,所述低通滤波器的截止频率为fmax,所述带通滤波器的通带为fmin~fmax;

fmax为有用的目标回波与发射信号混频后得到的最大有用拍频值,fmin为有用差频的最小值。

5.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,步骤3中,所述滤波器为带通滤波器,所述带通滤波器的通带为fmin~fmax;

fmax为有用的目标回波与发射信号混频后得到的最大有用频值,fmin为有用差频的最小值。

6.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,所述目标距雷达的位置表示为:

式(4)中,δd为目标距雷达的距离;δf为频差;t为调制周期;b为调制带宽;c为光速。

7.根据权利要求1所述的一种基于雷达的生命体征检测方法,其特征在于,步骤5中,去趋势算法具体为:

式(5)中,x(t)为原始的生命体征信号序列;m(t)为x(t)的趋势序列;y(t)为去趋势后的生命体征信号序列;xmax(t)为x(t)的上包络线;xmin(t)为x(t)下包络线。


技术总结
本发明公开了一种基于雷达的生命体征检测方法,设计伪随机序列;将其调制到雷达的发射信号上;将调制后的发射信号与接收到的回波信号混频;对其进行FFT变换,得到原始的生命体征信号序列;采用去趋势算法对原始的生命体征信号序列进行处理,获得去趋势后的信号;采用BEADS算法对去趋势后的信号进行处理,得到基线信号,再进一步得到相位差信号;采用BEADS算法对相位差信号进行处理,再进一步得到心跳信号;对呼吸信号、心跳信号分别做FFT变换,完成对呼吸及心跳的检测。本发明一种基于雷达的生命体征检测方法,解决了采用雷达检测生命体征信息时其接收到的电磁波容易受到多径效应干扰、呼吸和心跳信号相互影响的问题。

技术研发人员:李牧;田哲嘉;吴彤
受保护的技术使用者:西安理工大学
技术研发日:2021.03.24
技术公布日:2021.07.27
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