[发明专利]一种基于调频连续波毫米波雷达的睡眠监控方法、装置和雷达系统

说明书

本发明提供一种基于调频连续波毫米波雷达的睡眠监控方法、装置和雷达系统，该方法包括通过调频连续波毫米波雷达采集无人状态下目标空间的第一反射信号和在有人状态下目标空间的第二反射信号。将第一反射信号和所述第二反射信号分别与本振信号进行混频以获取第一混频信号和第二混频信号；其中，本振信号为调频连续波毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号。根据第一混频信号和第二混频信号，获取目标人物的呼吸频率、心跳频率和翻身信息。本发明通过对发送信号和接收信号混频的方式提取检测信号，电路设计简单、硬件消耗资源少、节省成本。

技术领域

本发明涉及信息通信技术领域，尤其涉及一种基于调频连续波毫米波雷达的睡眠监控方法、装置和雷达系统。

背景技术

随着生活节奏的加快，人们的生活压力越来越大，越来越多的人处于亚健康状态，失眠人群逐渐增多。同时，随着社会老龄化问题的日益凸显，越来越多空巢老人的健康问题，尤其是心脑血管等慢性疾病以及突发性疾病受到广泛关注。因此，如何在室内环境中对人体的呼吸、心跳等健康指标进行实时监测，如何确定人是否进入深度睡眠等情况，成为关注人体健康需要考虑的问题。目前，很多产品已经通过嵌入雷达的照明设备对室内人体的健康信息进行检测。一些现有的检测方法只是对雷达接收的回波信息进行简单判断。一些检测方法利用驻波形式提取检测信号，即要求收发信号的频率完全相同。一些检测方法在检波时需要使用两个固定距离的功率检波器。一些检测方法在检测微小位移时需要通过相角变化进行判断。

现有技术存在的问题是：

1、对雷达接收的回波信息进行简单判断，决策方法粗糙，对于人体呼吸以及心跳的检测精度较差。

2、利用驻波形式提取检测信号，即要求收发信号的频率完全相同，因此对于信号的频率稳定度要求较高。

3、检波时需要使用两个固定距离的功率检波器，既要求距离精度，又消耗更多资源。

4、在检测微小位移时需要通过相角变化进行判断，因此对相角测量精度要求较高。

发明内容

本发明实施例提出的一种基于调频连续波毫米波雷达的睡眠监控方法、装置和雷达系统，具有实时检测功能，提高检测准确度。

第一方面，本发明实施例提供一种基于调频连续波毫米波雷达的睡眠监控方法，具体包括：

通过调频连续波毫米波雷达采集无人状态下目标空间的第一反射信号和在有人状态下目标空间的第二反射信号；

将第一反射信号和所述第二反射信号分别与本振信号进行混频以获取第一混频信号和第二混频信号；其中，本振信号为调频连续波毫米波雷达自产生的一个时刻与发射信号同频率的信号；

根据第一混频信号和第二混频信号，获取目标人物的呼吸频率、心跳频率和翻身信息。

进一步地，根据第一混频信号和第二混频信号，获取目标人物的呼吸频率和心跳频率的步骤包括：

从低通滤波器分别提取所述第一混频信号和第二混频信号的差频信号；

对目标空间的第一混频信号的差频信号做FFT频谱分析，记录目标空间完整的频谱信息作为频谱初值Sa1；

对目标空间的第二混频信号的差频信号做FFT频谱分析，记录目标空间和目标人物完整的频谱信息作为频谱值Sa2；

提取目标人物的频谱信息Sa，记录频谱信息Sa幅频特性的最大峰值频率f0，其中Sa＝Sa2–Sa1；

将最大峰值频率f0处的幅频和相频信息进行快速傅立叶变换以获得幅度频谱Sv，求出最大峰值频率f0对应距离处物体的速度信息，获得目标人物的呼吸速度谱线f1和心跳速度谱线f2；

记录目标人物两次出现呼吸速度谱线f1的开始时刻之间的时间间隔Δt1，求出所述目标人物呼吸频率为1/Δt1；