【技术实现步骤摘要】
一种基于毫米波雷达的生命信号监测方法
[0001]本专利技术涉及生命体征监测领域，尤其涉及到一种基于毫米波雷达的生命信号监测方法。
技术介绍
[0002]近年来，中国人口老龄化快速发展，65岁及以上人口的数量和在总人口中所占比例不断提高，预计在2022年中国将由老龄化社会步入老龄社会。随着老龄化现象的不断加剧，老人赡养问题正受到越来越多的关注，如何为老人健康预警也成为一大课题。如果能够对老人的生命体征信号进行实时、长期地监测，就将有助于为老人建立健康基线，并且在老人健康恶化时向老人与医生发出预警，表明可能需要进一步的医疗护理。
[0003]主要的生命体征信号包括体温、心率、呼吸频率和血压。其中，心率是衡量人体生理和心理状态的一个关键指标，心率的变化能够反映出人的身体或者精神的重大变化。心脏将人体血液循环中的脱氧血液循环通过肺部，并通过主动脉将新氧化的血液泵入人体的过程称为心动周期，心率就是心动周期的频率。心率的测量方法主要包括心电图法和脉搏波描记法，前者需要在被测目标的胸口贴上电极，后者需要光学或者压力传感器贴在皮肤...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于毫米波雷达的生命信号监测方法，其特征在于，包括数据获取模块，其包括毫米波雷达，所述毫米波雷达发射调频信号，人体胸腔反射回波信号，通过毫米波雷达集成的混合器和采样器最终将数据传输到数据处理模块；数据处理模块，通过背景噪声滤除、相位提取、呼吸心跳分离、呼吸心跳重建、距离频率分离和降低计算量方法，对数据获取模块发送的数据中的中频信号进行处理，获得心率、呼吸和人体胸腔位移距离；后续应用模块，通过多进程实时采集数据和处理数据，并将数据上传至云服务器，利用GUI将心率、呼吸和人体胸腔位移距离可视化，方便监护人员随时查看。2.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的生命信号监测方法，其特征在于，所述数据获取模块采用长短窗的模式，长窗具有100个frame的数据用于呼吸心跳监测，短窗具有20个frame数据用于距离判断；根据先进先出的原则，数据流入和流出的数量相等，使得长短窗得到更新。3.根据权利要求1所述的基于毫米波雷达的生命信号监测方法，其特征在于，所述人体胸腔位移距离采用两个三角函数的叠加，数学公式建模：x(t)＝d0+A
R
sin(2πf
R
t)+A
H
sin(2πf
H
t)其中，d0为人体胸部相对于传感器的平均距离，d
R
和d
H
分别是呼吸和心跳造成的胸部相对于传感器的变化的距离，d
R
和d
H
被简化为正弦位移函数，A
R
和A
H
分别为呼吸和心跳造成的胸部相对于传感器的距离幅值，f
R
和f
H
分别为呼吸频率和心率；人体胸腔位移距离通过反射强度+方差变化综合判断；射频信号TX和回波信号RX混频处理得到的中频信号IF成为一个chirp，将chirp排列成矩阵，每一行代表每个chirp通过ADC得到的离散采样点；横轴Fast Time表示FMCW频率上升的单次过程中获得中频信号的时间轴，纵轴Slow Time为各FMCW频率上升过程获得中频信号起始时间的时间轴；将每一列range对应的傅里叶变换后的绝对值纵向求和，挑选出其中的波峰对应的距离，这些距离代表有物体反射；单一的反射强度判断只能筛选出具有反射能力的物体距离，其包括人体、静态家具反射物，下一步工作在于从各种反射物中筛选出人体；由于心跳呼吸引起的胸腔微动可以反映在相位的变化上，而变化可以通过计算方差判断；第一次FFT后获得的的相位云图，对每一列range纵向进行方差计算，可以获得方差的极值点；综合考虑反射强度和方差判断，匹配排名均在前列的极值点，获得胸腔的距离；为了消除杂波波峰对结果判断的影响，需要引入指数加权滑动平均EWMA；指数加权滑动平均是对我们待处理的信号分别进行不同的加权，按照不同权重获得移动平均值，并以最后的移动平均值为基础，获得预测值，其数学公式如下：4.根...
【专利技术属性】
技术研发人员：曹其新，杜福川，赵悦，王海力，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：
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