CN113925476A - 一种检测人体心率的智能系统及其检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了健康管理技术领域的一种检测人体心率的智能系统及其检测方法;包括检测阶段、位置识别阶段、判断阶段、信息传输阶段、提醒阶段、救援信息发送阶段:S1:检测阶段包括:在卫生间内布设红外或者直接微波雷达传感器,通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域;S2:位置识别阶段包括:检测人员位置识别,区域水渍识别和区域除湿控制;S3:判断阶段包括:检测人员倾斜角判断和检测人员加速度判断。本发明的有益效果是:可以通过按键模块解除处理器所启动的提醒模块,以避免佩戴者的家属产生不必要的惊慌;采用延时报警,减少误报,同时采用创新的雷达算法获取人体生命体征信号,能够提高跌倒报警的准确度。
Description
技术领域
本发明涉及健康管理技术领域,具体是一种检测人体心率的智能系统,尤其包括心率的检测方法。
背景技术
老年人的身体平衡能力减退,骨质脆弱,很容易跌倒,卫生间跌倒占老年人跌倒总数较多,每年差不多很多老人在卫生间发生跌倒。所以住宅中卫生间是老年人最容易发生意外情况的地方:因踢到门槛绊倒、地面湿滑滑倒、如厕久坐、久蹲起身晕倒、洗澡久站重心不稳跌倒等等风险时刻存在。市场上出现的智能手表,智能手环等穿戴设备具有跌倒检测功能,佩戴于用户手腕上的腕表随手腕大幅度地挥动、摆动等活动,但是因为冲击力较大的活动可能与摔倒很相似,并不能检测准确。从技术方案上,虽然视频的方法可以实现检测,但存在隐私的问题。
因此,本领域技术人员提供了一种检测人体心率的智能系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种检测人体心率的智能系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种检测人体心理的智能系统,包括微波雷达检测模块、水渍清理模块、警示提醒模块、心理传感器模块和远程终端模块,其特征在于:所述微波雷达检测模块设置与顶区域,并与水渍清理模块信号连接,所述水渍清理模块与水渍清理装置及警示提醒模块信号连接,所述心理传感器模块配戴在检测人员手腕处,且心理传感器模块内部设有微处理器,所述远程终端模块安装在家属智能手机内;所述警示提醒模块和微波雷达传感器集成一体设置,形成雷达语音感应模块。
一种检测人体心率的方法,包括检测阶段、跌倒因素识别阶段、跌倒判断阶段、信息传输阶段、提醒阶段、救援信息发送阶段:
S1:检测阶段包括:在特定区域内布设微波雷达传感器,通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域;
S2:跌倒因素识别阶段包括:检测人员位置识别,区域水渍识别和区域除湿控制;
S3:跌倒判断阶段包括:检测人员倾斜角判断和检测人员加速度判断;
S4:信息传输阶段包括:微处理器与智能手环信息传输同时接收智能手环的心率检测数据;
S5:提醒阶段包括:通过智能手环发出跌倒警报,检测人员手动解除警报;
S6:救援信息发送阶段包括:拨打预设电话号码,启动视频语音通话。
作为本发明进一步的方案:所述S1检测阶段,首先在特定区域入口处设置红外感应器感,通过红外感应器感应入口处是否有人进入,当有人进入时,启动微波雷达传感器,收集微波雷达信号判断生命体征目标当前状态和进入检测区域的方位。通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域。
作为本发明再进一步的方案:所述S2跌倒因素识别阶段,微波雷达传感器获取目标对象在预定区域内的活动信息,进入检测区域状态,发出指令控制灯具亮起,同时水渍检测模块检测地面是否有水渍,若是有水渍,则微处理器通过语音播报模块发出提醒语音,同时微处理器通过控制除湿模块通电开始工作,检测地面没有水渍时除湿模块停止工作;水渍检测模块为非接触式探测器,通过发射信号与接收信号的时间,计算传感器与地板,台阶等之间的距离,由于在空气中的传播速度是一定的,液位传感器与卫生间地板,台阶等的距离是一定的,当距离发生变化或超过限值,说明有积水或者底面潮湿有液面;除湿模块包含吹地机和换气扇,换气扇设置在卫生间墙壁中部,吹地机放置在卫生间底部,微处理器发出信号指令使吹地机和换气扇吹接通电源,地机吹地上的水的,可以清洁和烘干地面的水,换气扇由电动机带动风叶旋转驱动气流,使室内外空气交换,能够有效除湿。
作为本发明再进一步的方案:所述S3跌倒判断阶段包括,微处理器通过检测目标对象的加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离,微波雷达传感器将检测到的数据发送到微处理器,微处理器比对加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离是否均超出阈值。
作为本发明再进一步的方案:所述S4信息传输阶段中,微处理器根据S3比对结果,通过无线模块将判定结果发送到智能手环,智能手环通过心率检测模块,检测用户心率数据并反馈至微处理器,微处理器判定心率是否异常,若心率超过限定值,进行下一步。
作为本发明再进一步的方案:所述S5提醒阶段,通过振动马达工作,唤醒由于瞬间冲击而昏迷的跌倒者,扬声器也会发出提示音,同时显示屏亮起,进行问题提醒;若检测者确定自身未跌倒手上,可通过按键接触提醒。
作为本发明再进一步的方案:所述S6救援信息发送阶段,若S5阶段客户未手动解除提醒,则处理器控制触发救援信息,拨打预设电话号码,通知移动终端收集持有者及时发现检测者的异常装填,同时启动视频语音通话,通过智能手环上的摄像头查看检测者状态。
采用调频连续波雷达按照以下步骤:
1)、对ADC数据执行快速傅立叶变换以获取变化范围曲线;具体如下:为了进一步增强心跳信号并消除回波信号中的相位漂移,对相位展开后的波形进行差分处理;相位差分是通过不断将当前采样点展开相位与前一采样点做差实现的,由于心跳频率通常在0.1~0.6Hz范围内,心跳频率通常在0.8~3.3Hz范围内,采用IIR数字带通滤波器初步分离呼吸信号与心跳信号,针对两组信号做快速傅里叶变换,根据其幅频特性曲线中的最大值即可判断主要频率成分,进而转换为呼吸率与心率,提取心跳频率曲线进行下一步处理;
2)、通过雷达的与人体的大致位置关系,可以确定目标的距离范围,通过在该范围内搜索最大值,获取目标对应的范围差;
3)、提取目标间隔处的相位;
4)、重复以上步骤①②③三个阶段循环,帧周期是50ms,即每一个帧周期内提取一次目标的相位,若目标与距离的径向距离发生变化,则需要根据范围差追踪算法得出此时的范围差,然后提取相位,循环发射N帧(4=<N=<10),即可得到目标的相位随帧数的取值变化,也可看作目标相位与时间的关系,记做振动信号;
5)、相位解缠绕,由于相位值在[-π,π]之间,而我们需要展开以获取实际的位移曲线。因此每当连续值之间的相位差大于/小于±π时,通过从相位中减去2π来执行相位展开;
6)、通过减去连续的相位值,对展开的相位执行相位差运算。这有助于增强心跳信号并消除任何相位漂移;
7)、依据心跳和呼吸频率的不同,利用带通滤波器滤波将相位值进行滤波以进行区分;
8)、范围估计,对相位信号做快速傅里叶变换,依据峰值大小及其谐波特征,获取N个帧时间内对应的呼吸频率;
9)、判断,记录一段时间内的呼吸频率,根据不同的置信度指标判断此时的呼吸频率,并输出呼吸频率随时间变化的关系;
10)、在对相位进行滤波后,此处通过将样本进行分割,设置阈值去判断是否符合心率的变化范围,并选取稳定装态下的数据进行下一步的估计;最终获取呼吸率。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明中,心率检测模块用于检测佩戴者的心率状态是否超过设定值,并在超过设定值的情况下向智能处理器一发出心率超标信号,智能处理器根据输送的信息分析出佩戴者为跌倒时,触发提醒模块提醒佩戴者跌倒,在这预设的时间内,如果跌倒的佩戴者确定自己没有跌倒受伤,可以通过按键模块解除处理器所启动的提醒模块,以避免佩戴者的家属产生不必要的惊慌;采用延时报警,能够提高跌倒报警的准确度,减少误报,同时避免检测人员的隐私问题。采用调频连续波雷达的创新方法获取呼吸率更加准确,减少误报。
附图说明
图1为本发明的系统流程结构示意图;
图2为本发明的工作流程结构示意图
图3为雷达语音感应模块中MCU芯片图;
图4为雷达语音感应模块中雷达感应电路。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1~2,本发明实施例中,一种检测人体心理的智能系统,包括微波雷达检测模块、水渍清理模块、警示提醒模块、心理传感器模块和远程终端模块,其特征在于:所述微波雷达检测模块设置与顶区域,并与水渍清理模块信号连接,所述水渍清理模块与水渍清理装置及警示提醒模块信号连接,所述心理传感器模块配戴在检测人员手腕处,且心理传感器模块内部设有微处理器,所述远程终端模块安装在家属智能手机内;所述警示提醒模块和微波雷达传感器集成一体设置,形成雷达语音感应模块。
见图3所示的是雷达语音感应模块的MCU电路图,市面上大多数都是感应模块加语音模块组成,组合在一块板上的少,并且也只有MP3功能。本方案,不但支持MP3播放,还支持蓝牙播放。所述的雷达语音感应模块是将雷达感应电路和语音板集成放在了一起,接在一个芯片上,本方案的MCU为BT2026;物料成本和生产成本明显降低;感应原理是多普勒效应原理,有穿透非金属物质的特性,系统模块支持蓝牙,外接U盘、外接音频输入播放功能,使得产品集成度高,而且可以选择方案支持白天不播报提醒功能,只需增加一个光敏电阻即可。
图4是MCU电路外接的雷达感应电路,芯片的最高外接电压为6.0V,感应角度为180度,设置有外接红外感应器,雷达感应可以设置白天不工作,外接光敏电阻即可,也可以设置通过红外感应器启动;
一种检测人体心率的方法,包括检测阶段、跌倒因素识别阶段、判断阶段、信息传输阶段、提醒阶段、救援信息发送阶段:
S1:检测阶段包括:在特定区域内布设微波雷达传感器,通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域;
作为本发明进一步的优化方案:S1检测阶段中,首先在厕所的入口处设置红外感应器,通过红外感应器感应入口处是否有人进入,当有人进入时,启动微波雷达传感器,收集微波雷达信号判断生命体征目标当前状态和进入检测区域的方位。
S2:跌倒因素识别阶段包括:检测特定区域的地板是否有水渍,若有,则通过发出提醒语音且控制启动除湿模块,进行下一步骤,若无,则通过不发出提醒语音和不控制启动除湿模块,进行下一步骤;
S3:跌倒判断阶段包括:检测人员倾斜角判断和检测人员加速度判断;
S4:信息传输阶段包括:微处理器与智能手环信息传输同时接收智能手环的跌倒判断结果数据检测数据;微处理器判断跌倒后将跌倒判断结果数据发送给智能手环,智能手环检测心率是否超过限制,若超过则触发提醒模块提醒用户其跌倒且心率超过限制,若用户不通过按键模块取消,则在预设时间后触发报警模块,若用户通过按键模块取消,则不触发报警模块,
S5:提醒阶段包括:通过智能手环发出跌倒警报;
S6:救援信息发送阶段包括:拨打预设电话号码,启动视频语音通话。
其中,S1检测阶段在卫生间内布设微波雷达传感器,通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域;S2跌倒因素识别阶段,微波雷达传感器获取目标对象在预定区域内的活动信息,进入检测区域状态,发出指令控制灯具亮起,同时水渍检测模块检测地面是否有水渍,若是有水渍,则微处理器通过语音播报模块发出提醒语音,同时微处理器通过控制除湿模块通电开始工作,检测地面没有水渍时除湿模块停止工作;水渍检测模块为非接触式探测器,通过发射信号与接收信号的时间,计算传感器与地板,台阶等之间的距离,由于在空气中的传播速度是一定的,液位传感器与卫生间地板,台阶等的距离是一定的,当距离发生变化或超过限值,说明有积水或者底面潮湿有液面;除湿模块包含吹地机和换气扇,换气扇设置在卫生间墙壁中部,吹地机放置在卫生间底部,微处理器发出信号指令使吹地机和换气扇吹接通电源,地机吹地上的水的,可以清洁和烘干地面的水,换气扇由电动机带动风叶旋转驱动气流,使室内外空气交换,能够有效除湿。
S3跌倒判断阶段包括,微处理器通过检测目标对象的加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离,微波雷达传感器将检测到的数据发送到微处理器,微处理器比对加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离是否均超出阈值;S4信息传输阶段中,微处理器根据S3比对结果,通过无线模块将判定结果发送到智能手环,智能手环通过心率检测模块,检测用户心率数据并反馈至微处理器,微处理器判定心率是否异常,若心率超过限定值,进行下一步;需要说明的是,微波雷达传感器为非接触式探测器,其辐射功率小对人体无危害,微波雷达传感器能感应人体存在,同时,微波雷达传感器对目标进行照射并接收其回波,由此获得人体至电磁波发射点的距离、加速度、高度等信息,可以做跌倒检测,微波雷达传感器检测准确率高,不管是静止、微动还是运动人员都可以实现检测;无隐私、敏感问题,无镜头设计;低功耗,对人体安全无害;S5提醒阶段,通过振动马达工作,唤醒由于瞬间冲击而昏迷的跌倒者,扬声器也会发出提示音,同时显示屏亮起,进行问题提醒;若检测者确定自身未跌倒手上,可通过按键接触提醒;S6救援信息发送阶段,若S5阶段客户未手动解除提醒,则处理器控制触发救援信息,拨打预设电话号码,通知移动终端收集持有者及时发现检测者的异常装填,同时启动视频语音通话,通过智能手环上的摄像头查看检测者状态。
在以上系统,利用毫米波雷达获取人体心率的方法上提出以下创新算法,普通成年人的心跳、呼吸的位移、频率参数如下:
生命体征 | 频率 | 振幅 | 振幅 |
呼吸率(成人) | 0.1-0.5Hz | ~1-12mm | ~0.1-0.5mm |
心率(成人) | 0.8-2.0Hz | ~0.1-0.5mm | ~0.01-0.2mm |
现在通过雷达探测由于目标微小振动所引起的在特定范围差的FMCW雷达信号的相位变化,因此提出以下方法来获取生命体征信号,具体方法如下:
1)、对ADC数据执行快速傅立叶变换以获取变化范围曲线;
具体如下:为了进一步增强心率信号并消除回波信号中的相位漂移,对相位展开后的波形进行差分处理;相位差分是通过不断将当前采样点展开相位与前一采样点做差实现,由于呼吸频率通常在0.1~0.6Hz范围内,心跳频率通常在0.8~3.3Hz范围内,采用IIR数字带通滤波器初步分离呼吸信号与心跳信号,针对两组信号做快速傅里叶变换,根据其幅频特性曲线中的最大值即可判断主要频率成分,进而转换为呼吸率与心率,提取呼吸率曲线进行下一步处理;(这里同样方法可以获取呼吸率曲线进行处理);
2)、通过雷达的与人体的大致位置关系,可以确定目标的距离范围,通过在该范围内搜索最大值,获取目标对应的范围差;
3)、提取目标间隔处的相位;
4)、重复以上步骤①②③三个阶段循环,帧周期是50ms,即每一个帧周期内提取一次目标的相位,若目标与距离的径向距离发生变化,则需要根据范围差追踪算法得出此时的范围差,然后提取相位,循环发射N帧,即可得到目标的相位随帧数的取值变化,也可看作目标相位与时间的关系,记做振动信号
5)、相位解缠绕,由于相位值在[-π,π]之间,而我们需要展开以获取实际的位移曲线。因此每当连续值之间的相位差大于/小于±π时,通过从相位中减去2π来执行相位展开;
6)、通过减去连续的相位值,对展开的相位执行相位差运算。这有助于增强心跳信号并消除任何相位漂移;
7)、依据心跳和呼吸频率的不同,利用带通滤波器滤波将相位值进行滤波以进行区分;
8)、范围估计,对相位信号做快速傅里叶变换,依据峰值大小及其谐波特征,获取N个帧(4=<N=<10)时间内对应的心跳频率;
9)、判断,记录一段时间内的心跳频率,根据不同的置信度指标判断此时的心跳频率,并输出呼吸频率随时间变化的关系;
10)、在对相位进行滤波后,此处通过将样本进行分割,设置阈值去判断是否符合心率的变化范围,并选取稳定装态下的数据进行下一步的估计;最终获取心跳频率曲线。
此处的目的是减少人身体的相对位置移动而对心率测量造成的影响。因为心率的测量是基于心脏收缩和舒张的微小运动产生的距离差,而引起的相位变化,依据微波多普勒原理,当人的身体出现大幅摆动时,将会对其准确性造成影响;采用此方法与求呼吸频率类似,最终获得生命体征信号。
本发明的工作原理是:通过预设的微波雷达传感器,对检测人员的位置进行判断,同时启动照明系统,通过水渍检测模块对活动区域内水渍进行检测,当检测到有水渍时,启动水渍处理装置对水渍进行风干,启动水渍处理装置的同时,发出语音播报,提醒检测人员注意避让;通过微处理器对检测目标的对象的加速度、倾斜角等跌倒现象进行检测,若发现倾斜角过大、加速度过快时,判断检测对象发生跌倒,心率检测模块用于检测佩戴者的心率状态是否超过设定值,并在超过设定值的情况下向智能处理器一发出心率超标信号,智能处理器根据输送的信息分析出佩戴者为跌倒时,触发提醒模块提醒佩戴者跌倒,在这预设的时间内,如果跌倒的佩戴者确定自己没有跌倒受伤,可以通过按键模块解除处理器所启动的提醒模块,以避免佩戴者的家属产生不必要的惊慌。采用延时报警,能够提高跌倒报警的准确度,减少误报;需要说明的是,微波雷达传感器为非接触式探测器,其辐射功率小对人体无危害,微波雷达传感器能感应人体存在,同时,微波雷达传感器对目标进行照射并接收其回波,由此获得人体至电磁波发射点的距离、加速度、高度等信息,可以做跌倒检测,微波雷达传感器检测准确率高,不管是静止、微动还是运动人员都可以实现检测;无隐私、敏感问题,无镜头设计;低功耗,对人体安全无害。
本发明方案中,采用创新的检测系统,创新的检测方法,创新的雷达回波数据处理方法,使得对人体生命特征的检测更加准确,减少和避免了误报。
以上所述,仅为本发明较佳的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变,都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种特定区域检测人体心率的智能系统,其特征在于:包括微波雷达传感器、除湿模块、警示提醒模块、人体佩戴的心率传感器模块和远程终端模块,所述微波雷达检测模块设置于特定区域,并与除湿模块电信号连接,所述除湿模块包括水渍清理模块与烘干装置,所述除湿模块通讯连接警示提醒模块;所述心率传感器模块配戴在检测人员手腕处,且心率传感器模块内部设有微处理器,所述远程终端模块通讯连接远程家属智能手机;所述警示提醒模块和微波雷达传感器集成一体设置,形成雷达语音感应模块。
2.一种检测人体心率的方法,包括检测阶段、跌倒因素识别阶段、跌倒判断阶段、信息传输阶段、提醒阶段、救援信息发送阶段,其特征在于:
S1:检测阶段包括:在特定区域内布设微波雷达传感器,通过微波雷达信号判断生命体征目标当前状态是否为正进入检测区域,若是则发出控制灯具亮起;
S2:跌倒因素识别阶段包括:检测特定区域的地板是否有水渍,若有,则通过发出提醒语音且控制启动除湿模块,进行下一步骤,若无,则通过不发出提醒语音和不控制启动除湿模块,进行下一步骤;
S3:跌倒判断阶段包括:微处理器通过检测进入检测区域检测人员是否跌倒,若是,则进行下一步;
S4:信息传输阶段包括:微处理器与智能手环信息传输同时接收智能手环的心率检测数据;
S5:提醒阶段包括:通过智能手环发出跌倒警报,检测人员手动解除警报;
S6:救援信息发送阶段包括:拨打预设电话号码,启动视频语音通话。
3.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S1检测阶段在卫生间内布设红外感应器和微波雷达传感器,在入口设置红外感应器感应是否有人进入,当有人进入时,启动微波雷达传感器,收集微波雷达信号判断生命体征目标当前状态和进入检测区域的方位。
4.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S2跌倒因素识别阶段,微波雷达传感器获取目标对象在预定区域内的活动信息,进入检测区域状态,发出指令控制灯具亮起,同时水渍检测模块检测地面是否有水渍,若是有水渍,则微处理器通过语音播报模块发出提醒语音,同时微处理器通过控制除湿模块通电开始工作,检测地面没有水渍时除湿模块停止工作。
5.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S3跌倒判断阶段,微处理器通过检测目标对象的加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离,微波雷达传感器将检测到的数据发送到微处理器,微处理器比对加速度值、倾斜角度值、速度值、以及用户头部距离地板的距离、用户手部距离墙壁和地板的距离是否均超出阈值。
6.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S4信息传输阶段中,微处理器根据S3比对结果,通过无线模块将判定结果发送到智能手环,智能手环通过心率检测模块,检测用户心率数据并反馈至微处理器,微处理器判定心率是否异常,若心率超过限定值,进行下一步。
7.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S5提醒阶段,通过振动马达工作,唤醒由于瞬间冲击而昏迷的跌倒者,扬声器也会发出提示音,同时显示屏亮起,进行问题提醒;若检测者确定自身未跌倒手上,可通过按键接触提醒。
8.根据权利要求2所述的一种检测人体心率的方法,其特征在于:所述S6救援信息发送阶段,若S5阶段客户未手动解除提醒,则处理器控制触发救援信息,拨打预设电话号码,通知移动终端收集持有者及时发现检测者的异常装填,同时启动视频语音通话,通过智能手环上的摄像头查看检测者状态。
9.一种检测人体心率的方法,其特征在于:采用调频连续波雷达按照以下步骤检测:
1)、对ADC数据执行快速傅立叶变换以获取变化范围曲线;具体如下:为了进一步增强呼吸信号并消除回波信号中的相位漂移,对相位展开后的波形进行差分处理;相位差分是通过不断将当前采样点展开相位与前一采样点做差实现的,由于呼吸频率通常在0.1~0.6Hz范围内,心跳频率通常在0.8~3.3Hz范围内,采用IIR数字带通滤波器初步分离呼吸信号与心跳信号,针对两组信号做快速傅里叶变换,根据其幅频特性曲线中的最大值即可判断主要频率成分,进而转换为呼吸率与心率;
2)、通过雷达的与人体的大致位置关系,可以确定目标的距离范围,通过在该范围内搜索最大值,获取目标对应的范围差;
3)、提取目标间隔处的相位;
4)、重复以上步骤①②③三个阶段循环,帧周期是50ms,即每一个帧周期内提取一次目标的相位,若目标与距离的径向距离发生变化,则需要根据范围差追踪算法得出此时的范围差,然后提取相位,循环发射N帧(4=<N=<10),即可得到目标的相位随帧数的取值变化,也可看作目标相位与时间的关系,记做振动信号;
5)、相位解缠绕,由于相位值在[-π,π]之间,而我们需要展开以获取实际的位移曲线。因此每当连续值之间的相位差大于/小于±π时,通过从相位中减去2π来执行相位展开;
6)、通过减去连续的相位值,对展开的相位执行相位差运算。这有助于增强心跳信号并消除任何相位漂移;
7)、依据心跳和呼吸频率的不同,利用带通滤波器滤波将相位值进行滤波以进行区分;
8)、范围估计,对相位信号做快速傅里叶变换,依据峰值大小及其谐波特征,获取N个帧时间内对应的心率;
9)、判断,记录一段时间内的心跳频率,根据不同的置信度指标判断此时的心跳频率,并输出心跳频率随时间变化的关系;
10)、在对相位进行滤波后,此处通过将样本进行分割,设置阈值去判断是否符合心率的变化范围,并选取稳定装态下的数据进行下一步的估计;最终获取心率曲线。
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