[发明专利]一种非接触式车内多人生命体征监测的方法及装置

权利要求书

1.一种非接触式车内多人生命体征监测的方法，其特征在于，包括：

将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据；

将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号；

针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据，包括：

使用脉冲超宽带雷达对车内数据进行实时采集，并将多行单独接收的雷达信号组合成雷达信号矩阵，进行存储与判断；

对接收到的雷达信号矩阵进行去除直流分量、带通滤波和基于SVD方法去除杂波的信号预处理操作。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号，包括：

根据雷达的摆放位置以及车内座位的固定分布，基于雷达到每个座位之间的距离和反射面积的不变性，对信号进行位置区间划分；

从雷达矩阵的每个位置区间中，对每个已知有人的位置区间找出能量最大处，以提取包含人体生命体征的人体体动信号；

对每个位置区间提取出的人体体动信号分别使用VMD算法，依据人体生命体征信号本身固有的频域特性将其分解成数目确定的IMF分量，且在远距离位置增加分解IMF分量的数目；

将分解得到的IMF分量信号通过FFT映射到频域，并根据人体呼吸频率范围在每分钟10次到30次之间，心跳频率范围在每分钟50次到130次之间，选取频率在有效范围内的IMF分量。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率，包括：

将从最近的位置区间提取出的有效频率作为该位置处人体的呼吸心跳频率；

针对车内多人信号混叠的干扰问题，在获得近距离位置人体的呼吸心跳频率基础上，将其对应的时域信号与后续位置的人体体动信号中分解出的频率在有效范围内的IMF分量的时域信号计算相关性，并将后续位置中相关性大于一定阈值的IMF分量去除，以获取后续位置上人体的真实呼吸心跳信号，由此避免车内多人信号混叠的干扰问题，同时获取多人呼吸心跳频率。

5.一种非接触式车内多人生命体征监测的装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于将脉冲超宽带雷达置于车内采集人体数据；

处理模块，用于将雷达接收信号划分为不同的距离区间，从每个区间中提取人体体动信号并采用VMD算法从中分解出相应数目的不同频率信号；

检测模块，用于针对车内多人信号混叠的问题，在远距离位置上基于相关性去除近距离位置人体呼吸心跳信号的混叠干扰，同时获取多人呼吸心跳频率。

6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述获取模块用于：

使用脉冲超宽带雷达对车内数据进行实时采集，并将多行单独接收的雷达信号组合成雷达信号矩阵，进行存储与判断；

对接收到的雷达信号矩阵进行去除直流分量、带通滤波和基于SVD方法去除杂波的信号预处理操作。

7.如权利要求5所述的装置，其特征在于，所述处理模块用于：

根据雷达的摆放位置以及车内座位的固定分布，基于雷达到每个座位之间的距离和反射面积的不变性，对信号进行位置区间划分；

从雷达矩阵的每个位置区间中，对每个已知有人的位置区间找出能量最大处，以提取包含人体生命体征的人体体动信号；

对每个位置区间提取出的人体体动信号分别使用VMD算法，依据人体生命体征信号本身固有的频域特性将其分解成数目确定的IMF分量，且在远距离位置增加分解IMF分量的数目；

将分解得到的IMF分量信号通过FFT映射到频域，并根据人体呼吸频率范围在每分钟10次到30次之间，心跳频率范围在每分钟50次到130次之间，选取频率在有效范围内的IMF分量。

8.如权利要求5所述的装置，所述检测模块用于：

将从最近的位置区间提取出的有效频率作为该位置处人体的呼吸心跳频率；

针对车内多人信号混叠的干扰问题，在获得近距离位置人体的呼吸心跳频率基础上，将其对应的时域信号与后续位置的人体体动信号中分解出的频率在有效范围内的IMF分量的时域信号计算相关性，并将后续位置中相关性大于一定阈值的IMF分量去除，以获取后续位置上人体的真实呼吸心跳信号，由此避免车内多人信号混叠的干扰问题，同时获取多人呼吸心跳频率。