一种非接触式车内多人生命体征监测的方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实现非接触式车内多人生命体征监测的装置含有获取模块、处理模块和检测模块。在获取模块中将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据；处理模块基于雷达到各座位的固定距离及反射面积，将雷达信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号；检测模块针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率。本发明专利技术通过车载的脉冲超宽带雷达能够无接触地获取车内多人生命体征信号并进行同时有效的监测。与现有技术相比，本发明专利技术具有低功耗、无接触、隐私性良好等优点。

A Non-contact Method and Device for Monitoring Multi-Person Vital Signs in Vehicles

The device for realizing non-contact multi-person vital signs monitoring in a vehicle includes acquisition module, processing module and detection module. In the acquisition module, Pulse Ultra Wideband Radar is placed in the vehicle to collect human body data; Based on the fixed distance and reflection area from radar to each seat, the processing module divides the radar signal into different range intervals, extracts human body motion signals from each interval, and decomposes the corresponding number of different frequency signals by VMD algorithm. The detection module removes the aliasing interference of human breathing and heartbeat signals in short distance position based on correlation in long distance position, and obtains the breathing and heartbeat frequency of multiple people at the same time. The invention can acquire multi-person vital signs signal in the vehicle without contact and monitor effectively at the same time through the vehicle-borne pulse ultra-wideband radar. Compared with the prior art, the invention has the advantages of low power consumption, no contact and good privacy.

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式车内多人生命体征监测的方法及装置
本专利技术属于乘坐者生命状态监测领域，涉及一种非接触式车内多人生命体征监测的方法和装置，通过车载的脉冲超宽带雷达实现车内多人生命体征的非接触式监测。
技术介绍
为了保证车辆行驶安全，驾驶员疲劳状态监测受到了广泛关注。目前已有置于方向盘上的触摸式微型光电测量仪以及心电电子芯片等接触式监测系统，通过驾驶员接触方向盘来获取驾驶员的生命体征信号；也有基于摄像头或光学体积描记术等非接触式的监测系统。在车辆行驶过程中，除了驾驶员状态之外，车内乘坐者的生命状态监测也至关重要。对包括驾驶员在内的车内乘坐者的生命体征进行长期实时监测，有利于监测突发疾病等意外状况，保障驾驶过程中的生命安全。已有的乘坐者生命体征监测系统主要通过安装在座椅中的接触式传感器以及非接触式的成像光学体积描记器获取生命体征，然而安装在座椅中的传感器不能有效地区分乘坐者与物体，耗费传感器且面临电路损坏的威胁；而非接触式成像光学体积描记器则需要通过皮肤的暴露区域来进行成像，检测范围受到光线以及衣物和座椅遮挡的限制。脉冲超宽带雷达作为一种非接触式的监测方式，具有强穿透性，能够穿透衣物等遮挡，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式车内多人生命体征监测的方法，其特征在于，包括：将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据；将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号；针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式车内多人生命体征监测的方法，其特征在于，包括：将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据；将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号；针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据，包括：使用脉冲超宽带雷达对车内数据进行实时采集，并将多行单独接收的雷达信号组合成雷达信号矩阵，进行存储与判断；对接收到的雷达信号矩阵进行去除直流分量、带通滤波和基于SVD方法去除杂波的信号预处理操作。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号，包括：根据雷达的摆放位置以及车内座位的固定分布，基于雷达到每个座位之间的距离和反射面积的不变性，对信号进行位置区间划分；从雷达矩阵的每个位置区间中，对每个已知有人的位置区间找出能量最大处，以提取包含人体生命体征的人体体动信号；对每个位置区间提取出的人体体动信号分别使用VMD算法，依据人体生命体征信号本身固有的频域特性将其分解成数目确定的IMF分量，且在远距离位置增加分解IMF分量的数目；将分解得到的IMF分量信号通过FFT映射到频域，并根据人体呼吸频率范围在每分钟10次到30次之间，心跳频率范围在每分钟50次到130次之间，选取频率在有效范围内的IMF分量。4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率，包括：将从最近的位置区间提取出的有效频率作为该位置处人体的呼吸心跳频率；针对车内多人信号混叠的干扰问题，在获得近距离位置人体的呼吸心跳频率基础上，将其对应的时域信号与后续位置的人体体动信号中分解出的频率在有效范围内的IMF分量的时域信号计算相关性，并将后续位置中相关性大于一定阈值的IMF分...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨修竹，李蕾，张琳，
申请(专利权)人：北京邮电大学，
类型：发明
国别省市：北京,11