【技术实现步骤摘要】
基于LFMCW雷达的心率估计算法
本专利技术涉及雷达检测领域,具体涉及一种基于LFMCW雷达的心率估计算法。
技术介绍
随着生活水平的提高,人们对自身的健康状况更加关心,生命体征的监测技术的要求也越来越高,非接触生命体征监测的技术也受到了众多学者的关注。超声波、WIFI、相机和雷达等都在非接触生命体征监测中得到应用,其中超声波、WIFI和雷达都是基于多普勒效应。相比超声波设备功率高,噪声大,WIFI的信号处理不方便等缺点,雷达在非接触生命体征监测中受到广大学者的青睐。生物雷达的研究也分为三种,分别是单音连续波雷达(ContinuousWave,CW),脉冲超宽带雷达(ImpulseRadioUltra-Wideband,IR-UWB)和调频连续波雷达(Frequency-ModulatedContinuousWave,FMCW)。CW雷达的工作原理是发射天线发射一个单音信号,通过接收物体的反射信号来获取运动目标的相位信息,从而获得多普勒信息和距离信息,这种雷达没有距离分辨率,所以距离隔离性差,检测微小运动的能力也差。多普勒雷达还存在直流偏移和I/Q不平衡的问题,这种系统上的缺陷是难以弥补的。IR-UWB雷达发射的带宽较大,因此可以实现非常高的距离分辨率。其特点是发射天线发射占空比很窄的脉冲。由于占空比低,信号的能量和信噪比(SNR)也低,距离精度因此也降低。基于FFT的心率估计和基于Levenberg-Marquardt(LM)拟合的心率估计是当前LFMCW雷达测量心率的主要方法,这两种方法存 ...
【技术保护点】
1.一种基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,包括以下步骤:/n提供LFMCW雷达,所述LFMCW雷达能够进行检测信号的收发;/n使用所述LFMCW雷达向目标物发送N个检测信号,并对应接收N个反射信号;/n对各个反射信号和与各个反射信号对应的检测信号进行混频,获取N个中频信号,形成原始数据矩阵;/n对所述原始数据矩阵进行傅里叶变换,获取距离矩阵;/n获取所述目标物在所述距离矩阵中的下标;/n根据所述目标物在所述距离矩阵中的下标,获取所述目标物的原始相位信号;/n根据所述原始相位信号获取到所述目标物的微动信号;/n从所述微动信号中筛选心跳信号,并进行心率估计。/n
【技术特征摘要】
1.一种基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,包括以下步骤:
提供LFMCW雷达,所述LFMCW雷达能够进行检测信号的收发;
使用所述LFMCW雷达向目标物发送N个检测信号,并对应接收N个反射信号;
对各个反射信号和与各个反射信号对应的检测信号进行混频,获取N个中频信号,形成原始数据矩阵;
对所述原始数据矩阵进行傅里叶变换,获取距离矩阵;
获取所述目标物在所述距离矩阵中的下标;
根据所述目标物在所述距离矩阵中的下标,获取所述目标物的原始相位信号;
根据所述原始相位信号获取到所述目标物的微动信号;
从所述微动信号中筛选心跳信号,并进行心率估计。
2.根据权利要求1所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,构成N×M的原始数据矩阵M[nslow,mfast],其中nslow=1,2,……N,mfast=1,2,……M,其中M是对每个检测信号进行采样时的采样点数。
3.根据权利要求2所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,对所述原始数据矩阵进行快时间维度的傅里叶变换,得到所述距离矩阵RP[nslow,mfast]。
4.根据权利要求3所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,计算所述目标物的位置所在的检测信号在所述距离矩阵中的下标mpeople,所述目标物与所述LFMCW雷达之间的距离为其中为mpeople的频率。
5.根据权利要求4所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,根据所述目标物在所述距离矩阵中的下标,获取所述目标物的原始相位信号时,所述原始相位信号为swrap(nslow)=RP[nslow,mpeople],为慢时间维度的相位。
6.根据权利要求5所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,在根据所述原始相位信号获取到所述目标物的微动信号前,还包括以下步骤:
对所述目标物的原始相位信号的相位跳变进行修正。
7.根据权利要求6所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,根据修正了相位跳变后的所述目标物的原始相位信号,获取所述微动信号。
8.根据权利要求7所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,所述修正了相位跳变后的所述目标物的原始相位信号为:
sunwrap(nslow)=unwrap(swrap(nslow));
所述微动信号为:
9.根据权利要求1所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,使用基于PE的MEEMD滤波器从所述微动信号中筛选获得心跳信号。
10.根据权利要求1所述的基于LFMCW雷达的心率估计算法,其特征在于,通过峰值检测算...
【专利技术属性】
技术研发人员:廖洪海,林水洋,何为,
申请(专利权)人:隔空上海智能科技有限公司,
类型:发明
国别省市:上海;31
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