1.一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:包括以下步骤:S1:对雷达中频信号进行一定的预处理,提取出生命信号;
S2:从预处理后的信号中提取呼吸信号,计算呼吸信号频率以及延时单元;
S3:实时分离出雷达生命信号中的呼吸信号和心跳信号。
2.根据权利要求1所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S1对雷达中频信号进行一定的预处理,提取雷达生命信号的具体步骤为:S11:由FMCW回波信号确定目标位置,并提取出其相位信号,得到目标的距离信息和相位差信号;
S12:根据雷达获得的目标距离信息,去除目标周围部分物体的干扰,并对雷达中频信号进行FFT,确定目标所在的位置,提取目标的雷达生命信号;
S13:对雷达生命信号进行低通滤波,去除高频噪声,得到生命信号。
3.根据权利要求1所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S2中从预处理后的信号中提取呼吸信号,计算呼吸信号频率的具体步骤为:S21:令n=0,n为生命信号分解得到的分量hj(t)的个数,t表示时间,求出生命信号w(t)所有的极大值和极小值,拟合出生命信号w(t)的上下包络线,求出包络的均值m(t),然后减去包络均值得到一个新的信号:hj(t)=w(t)-m(t);
S22:判断hj(t)的极值点数目和零点数目差值的绝对值是否不大于1,包络线的均值是否为零,若不满足这两个条件,则令w(t)=hj(t)且重复步骤S22;若满足S22中的两个条件则令n=n+1,生命信号w(t)表示为:w(t)=hj(t)+pj(t)
其中pj(t)为残余分量;
S23:判断pj(t)是否为单调函数,若pj(t)不是单调函数则回到步骤S22,若pj(t)是单调函数,则生命信号w(t)可以用以下公式表示:即将生命信号w(t)分解为n个分量和一个残余分量的和;
S24:根据生命信号w(t)分解得到的各个分量的频谱特性,初步挑选出呼吸信号的分量hj(t):S25:从挑选的的分量中选择部分分量hj(t)重构呼吸信号,并计算呼吸信号频率fr;
S26:根据步骤S25重构得到的呼吸信号确定延时单元d的值。
4.根据权利要求3所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S24中挑选出呼吸信号的分量的方法为:对雷达生命信号w(t)分解得到n个分量hj(t)(j=1、2、3...n)进行快速傅里叶变换得到其频谱hj(w)(j=1、2、3...n),分别找到各个分量频谱中幅值最大的频率点fj(j=1、2、3...n),根据fj所在的频率范围初步挑选出属于呼吸信号的分量。
5.根据权利要求3所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S25中重构呼吸信号的具体步骤为:计算S24所选择的呼吸信号分量与生命信号w(t)的相关系数,并用相关系数最大的两个分量重构呼吸信号,如果S24中选择的呼吸信号分量数目小于2,则用所有的信号分量hj(t)重构呼吸信号。
6.根据权利要求3所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S26中延时单元d为:
其中fr为步骤S25重构得到的呼吸信号频率。
7.根据权利要求1所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:步骤S3实时分离出雷达生命信号中的呼吸信号和心跳信号的具体步骤为:S31:将生命信号延时d个单元得到滤波器参考信号;
S32:滤波器参考信号经过滤波器滤波后得到滤波信号,将滤波信与S1中预处理后的雷达生命信号相减得到误差,其中滤波信号为呼吸信号,误差为心跳信号;
S33:由这个误差更新滤波器系数进行下一次迭代。
8.根据权利要求7所述的一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法,其特征在于:所述延时单元d定时更新,即每隔一分钟计算一次呼吸频率并更新一次延时单元d。
9.一种基于FMCW毫米波雷达的生命信号检测方法的系统,其特征在于:包括预处理模块、信号提取模块以及信号分离模块;
所述预处理模块用于对雷达中频信号进行预处理,提取出生命信号,经过预处理模块处理后的生命信号分别流向信号提取模块以及信号分离模块;
所述信号提取模块通过分解、重构方法提取呼吸信号,计算呼吸频率,并将计算得到的呼吸频率用于更新信号分离模块中的延时单元;
所述信号分离模块包含有延时更新单元、滤波器系数更新单元,根据信号提取模块中得到的呼吸频率更新延时单元d,实现呼吸和心跳信号的实时分离。