摘要
生命体征检测是现阶段的医疗诊断方法，非接触式检测方式依靠更方便、舒适的体验深受大众喜欢，在医疗等卫生领域广泛应用。其中基于毫米波雷达的生命体征检测具有兼具测距和测速的功能，可以通过距离信息区分不同目标，并去除噪声信息。该文使用TI公司的IWR1642连续调频波雷达，通过胸腔位移变化获取生命体征信息进行呼吸心跳检测。 首先，该文分析呼吸心跳信息特点和毫米波雷达的检测原理，使用两发四收的雷达进行数据收集，对雷达回波信号进行后期处理，通过分析建立胸腔位移变化与回波信号相位的数学模型。 其次，对中频(IntermediateFrequency,IF)信号进行预处理，首先采用动目标检测方法去除环境静态杂波，通过距离-FFT计算确定人体胸腔所在的距离单元，对通过距离单元获取的相位信息进行解卷绕处理并进行脉冲噪声消除，提取相位差信号。 再次，使用数字滤波器去除呼吸谐波的干扰，运用变分模态分解(VariationalModeDecomposition,VMD)算法分离提取呼吸心跳信号。为进一步增强生命体征信号，提出参数优化的双稳态随机共振系统模型，选用差分进化算法对随机共振系统参数选优，该算法选用合适的参数对目标信号进行增强和放大。对比参数优化的随机共振系统方法与真实生命体征数据，验证该文提出方法的有效性和稳定性。 最后，使用毫米波雷达和数据采集板实验该文提出的系统性能，实验结果表明，该文提出的参数优化随机共振系统可稳定实现对呼吸心跳信号的增强和波形恢复，从不同距离、不用实验人员以及从0度到90度的范围均可实现稳定检测，即使在运动状态下呼吸信号估计误差不超过2.3次/分钟，心跳信号估计误差不超过2.2次/分钟。
NETL