【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及新一代信息，具体涉及一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法。
技术介绍
1、现有的非接触式雷达生命体征探测技术通常在没有障碍物遮挡的环境下进行，但在一些情况下，需要透过墙壁等障碍物来探测人体生命迹象。这种技术还可用于灾难救援，以便在灾难发生后，通过探测废墟下的人体生命体征来搜寻被困人员，或者在非接触医疗检测中，穿越非金属障碍物以获取患者的生命健康信息。
2、超宽带雷达因其出色的抗干扰性能、高传输速率、卓越的多径分辨率以及良好的穿透性能而被广泛应用。它通过发射电磁波脉冲，将信号穿越墙壁，达到人体胸腔表面，随后信号被人体胸腔的周期性运动(由呼吸和心跳引起)所调制，这个调制过程使得回波信号包含了关于呼吸和心跳的重要信息，然而，由于墙壁的反射等干扰因素，回波信号中通常伴随着强烈的杂波这对于获取生命体征信息有很强烈的影响。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的问题，本专利技术提供一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，该方案包括：采集回波信号数据构建回波信号矩阵；对回波信号矩阵进行去杂波预处理，对预处理后的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到重构信号；将重构信号进行一维展开；获取对重构信号进行经验模态分解的最佳带宽阈值和b样条阶数对一维展开的重构信号进行分解，得到多个信号分量；将每个信号分量变换至频域中，分别计算每个信号分量中呼吸信号和心跳信号的频率占比；获取呼吸信号和心跳信号；根据得到的呼吸信号和心跳信号进行生命体征检测。本专利技术通过对雷达回波数据进行一系
2、本专利技术采用如下技术方案，一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，包括：
3、使用超宽带雷达向遮蔽物发出电磁波脉冲，采集反射回来的回波信号数据构建回波信号矩阵；
4、对所述回波信号矩阵进行滤波处理，对滤波处理后的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到重构信号；
5、计算所述重构信号中每个距离门的能量，根据能量占比最大的距离门将所述重构信号进行一维展开；
6、根据遗传算法获取对重构信号进行经验模态分解的最佳带宽阈值和b样条阶数；
7、采用确定最佳带宽阈值和b样条阶数的经验模态分解方法对一维展开的重构信号进行分解，得到多个信号分量；
8、通过傅里叶变换将每个信号分量变换至频域中，在频域中分别计算每个信号分量中呼吸信号和心跳信号的频率占比；
9、对频率占比满足第一阈值和第二阈值的信号分量分别进行重构，得到呼吸信号和心跳信号；
10、根据得到的呼吸信号和心跳信号进行生命体征检测。
11、进一步的，对所述回波信号矩阵进行滤波处理，依次包括：
12、利用距离轮廓减法对所述回波信号矩阵进行脉冲对消，去除静态杂波；
13、利用采样时间平均减法对所述回波信号矩阵进行杂波滤除；
14、利用线性趋势抑制方法对所述回波信号矩阵中的抖动信号和漂移信号进行滤除。
15、进一步的，对滤波处理后的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到重构信号，具体为：
16、
17、其中，u＝[u1,u2,…,um]是列为酉矩阵，称为左奇异向量，v＝[v1，v2，...，vn]，是列酉矩阵，称为右奇异向量的，矩阵∑∈rm×n的非零值σii∈{σ11≥σ22≥，...，≥σnn}。
18、进一步的，得到重构信号之后，还包括：
19、对重构信号进行归一化增强，具体为：
20、smax(1)＝r″[τmax(1),n]＝max(r″[i,n])i＝1,…,n
21、
22、其中，r”[i,m]表示距离维度数为i，脉冲数为n的重构信号，smax(1)表示重构信号中回波信号的最大值，τmax(1)是最大值smax(1)对应的采样点位置；
23、依次对重构信号中的每个回波信号进行迭代增强，设迭代步数为j，可得到：
24、smax(j)＝r″[τmax(j),m]＝max(r″[i,m])i＝τmax(j-1)+1,…,n
25、
26、依次迭代至τmax(j)＝n，完成对重构信号的归一化增强。
27、进一步的，计算所述重构信号中每个距离门的能量的方法为：
28、
29、其中m是快时间采样点，n表示慢时间采样点，m表示慢时间采样点总数。
30、进一步的，对频率占比满足第一阈值和第二阈值的信号分量分别进行重构，得到呼吸信号和心跳信号，表示为：
31、sr(t)＝∑imf(t)
32、sh(t)＝∑imf(t)
33、其中sr(t)为重构后的心跳信号，sh(t)为重构后的呼吸心跳。
34、本专利技术的有益效果是：本专利技术应用距离轮廓减法来抵消雷达脉冲，从而达到去除背景杂波的效果，使用采样时间平均减法能够减少回波信号中静态物体引起的杂波，线性趋势抑制方法能够消除雷达系统时间抖动和漂移对回波信号的影响，进一步使用奇异值分解能够去除墙体遮蔽物对回波信号的影响，通过以上措施能够有效去除回波信号中包含的大部分杂波；最后通过基于时变滤波器的经验模态分解方法能够将心跳信号和呼吸信号同时提取出来，使得生命体征的检测效率和准确度大大提高。
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1.一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：对所述回波信号矩阵进行滤波处理，依次包括：
3.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：对滤波处理后的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到重构信号，具体为：
4.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：得到重构信号之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：计算所述重构信号中每个距离门的能量的方法为：
6.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环下生命体征检测方法，其特征在于：对频率占比满足第一阈值和第二阈值的信号分量分别进行重构，得到呼吸信号和心跳信号，表示为：
【技术特征摘要】
1.一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：对所述回波信号矩阵进行滤波处理，依次包括：
3.根据权利要求1所述的一种超宽带雷达遮蔽环境下生命体征检测方法，其特征在于：对滤波处理后的回波信号矩阵进行奇异值分解，得到重构信号，具体为：
4.根据权利要求1所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄玲，陈贵平，李欣欣，郑博文，雷栋，朱安富，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：发明
国别省市：
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