[发明专利]基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法及装置

权利要求书

1.一种基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法，其特征在于，包括：

S101：对经过A/D采样后的FMCW雷达中频信号进行快速傅里叶变换得到离散频谱R_i(1,n)，其中n为每帧采样的点数,i为第i帧；所述FMCW雷达中频信号为将FMCW雷达发射至待检测人体的胸腔的FMCW雷达信号，以及所述FMCW雷达信号自所述人体的胸腔反射回的FMCW雷达回波信号进行混频处理后得到的信号；

S102：根据所述离散频谱R_i(1,n)，获取所述人体距所述FMCW雷达的距离所对应的距离门矩阵d_i；

S103：将所述d_i作为所述离散频谱R_i(1,n)行方向上的索引，计算所述离散频谱R_i(1,n)在d_i列的信号的得相位信号r_1di，并对所述相位信号r_1di进行解缠绕，得到θ(i)；

S104：对所述θ(i)进行帯通滤波，得滤波后的信号θ₁(i)；

S105：计算所述θ₁(i)中两个有效峰θ₁(i)与θ₁(i-a)之间的距离a,并通过以下公式得到心跳频率k：

Tc为帧周期。

2.如权利要求1所述的基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法，其特征在于，所述S102的具体实现方法为：

计算所述离散频谱R_i(1,n)中各信号r_1j的幅值|(r_1j)|，选取幅值最大值的信号所对应的下标j作为所述d_i，作为人体距雷达的距离所对应的距离门矩阵。

3.如权利要求1所述的基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法，其特征在于，所述S103中对所述相位信号进行解缠绕，得θ(i)为：

其中r_i表示所述虚部，r_r表示所述实部，arctan(x)表示反正切函数，其结果范围为[-π,π]。

4.如权利要求1-3任一项所述的基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法，其特征在于，所述S104的具体实现方法为：

使用通带在0.8Hz-2.0Hz之间的IIR滤波器对所述θ(i)进行滤波。

5.如权利要求1-3任一项所述的方法，其特征在于，所述S105中所述θ₁(i)中的有效峰的判断方法为：

如果θ₁(i)满足θ₁(i)-θ₁(i-1)h×θ₁(i-1)，且满足θ₁(i)-θ₁(i+1)h×θ₁(i+1)条件，则判定θ₁(i)为有效峰，所述h为设定的阈值因子。

6.如权利要求1所述的基于FMCW雷达的人体心跳频率检测方法，其特征在于，在所述S104之后，在所述S105之前，还进一步包括将所述θ₁(i)中信噪比不满足条件的信号序列剔除，具体为：

选取长度为2L的信号序列θ(i)，计算其总能量E：

如果EE_h，则认为当前选取的长度为2L的这段信号序列的信噪比过小，将其舍弃，E_h为设定的阈值因子。