基于多序列WOA-VMD算法的超宽带雷达心率检测方法技术

本发明专利技术属超宽带雷达技术领域，为利用超宽带雷达反射回波携带的生命体征信息，获取多序列生命体征向量，抑制呼吸干扰，准确分离心跳信号得到心率值，本发明专利技术，基于多序列WOA

【技术实现步骤摘要】
基于多序列WOA
‑
VMD算法的超宽带雷达心率检测方法


[0001]本专利技术涉及超宽带雷达
，具体涉及一种基于多序列WOA
‑
VMD算法的超宽带雷达心率检测方法。

技术介绍

[0002]生命体征普遍用于判断当前生命活动是否存在以及了解生命体的生理状态。其中，心率最能直接反映当前人体的生理状态。随着现代科技的发展，心率检测的方法逐渐趋于多样化。相比于传统的接触式生命检测系统，非接触式检测方法不需要用户连接任何传感器，满足一些特殊场景的需要，舒适感极高。这些方法应用Wi
‑
Fi信号、RFID、FMCW雷达、超宽带雷达和多普勒雷达等技术。其中超宽带雷达具有低功耗、高分辨率、抗干扰能力强等优点，能有效地测量人体生命体征。因此，超宽带雷达技术有着广阔的应用前景，相关研究成果应用于废墟救援、患者医疗、安全驾驶等领域。
[0003]现有技术中存在各种方案来准确提取心跳信号，例如，利用谐波分布的周期性，使心率检测的准确率得到了提升；将奇异值分解与经验模态分解(Empirical mode d本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多序列WOA
‑
VMD算法的超宽带雷达心率检测方法，其特征是，步骤如下：(一)雷达以一定的脉冲重复周期发射脉冲，遇到人体目标反射回雷达，其往返时间间隔反映距离信息，接收端以一定的时间间隔进行采样记录数据；(二)对雷达回波信号进行杂波抑制、线性趋势抑制、信噪比改善预处理，使用平均相消法滤除周围静止目标反射回来的接收信号，消除背景杂波，利用最小二乘法去除线性趋势项，采用巴特沃斯带通滤波器滤除其他频段信号保留心跳频段信号以改善信噪比；(三)计算观测时间数据方差得到目标位置，获得多序列生命体征向量；(四)融合鲸鱼算法WOA和变分模态分解算法，利用能量差和样本熵构建适应度函数，得到全局最优的参数组合，抑制呼吸干扰，获得心率值。2.如权利要求1所述的基于多序列WOA
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VMD算法的超宽带雷达心率检测方法，其特征是，步骤(三)中超宽带雷达心跳检测模型构建如下：在静态环境中，一个人与超宽带天线距离为d0，x(t)为由呼吸和心跳引起的胸壁位移信号；人的呼吸和心跳引起的胸腔运动近似为简谐运动，表示为：x(t)＝A
r
cos(2πf
r
t)+A
h
cos(2πf
h
t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)式中：A
r
为呼吸信号幅值，f
r
为呼吸信号频率，A
h
为心跳信号幅值，f
h
为心跳信号频率；胸腔与雷达的实际距离d(t)为：d(t)＝d0+x(t)
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)脉冲的传播时间τ
v
(t)为：式中：c为电磁波传播速度，τ0＝d0/c为天线与人体的固定时延，τ
r
＝d
r
/c，τ
h
＝d
h
/c分别为呼吸和心跳引起的时延，对雷达接收的脉冲序列采样，利用信号处理算法得到呼吸和心跳频率，超宽带雷达的信道冲激响应h(t,τ)为：式中：t、τ分别为雷达扫描信号的慢时间和快时间，慢时间表示观测时间，快时间表示雷达探测距离，a
i
δ(τ
‑
τ
i
(t))为静止物体的响应，a
v
δ(τ
‑
τ
v
(t))为人体呼吸心跳的响应，设超宽带雷达的发射信号为s(τ)，那么接收信号R(t,τ)表示为：采用T<...

【专利技术属性】
技术研发人员：马永涛，弭晴，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：