基于微多普勒的生命特征检测与提取方法研究

发布时间：2023-10-03 18:46

　　利用毫米波雷达进行生命体征检测,提取人的呼吸和心跳信号特征,可以隔着衣服,墙壁,棉被等阻碍,并且不需要直接接触人体就可以非接触式的检测到生命体征,可以随时监测生命体的健康状况,保证人体安全。但同时,这种方法也存在一定的局限性。这种方法虽然能够去除自由空间内其他物体,或者人体自身抖动的干扰,但是呼吸谐波的存在同样会干扰测试结果。因此针对呼吸和心跳信号的提取问题,合适并且恰当的信号处理算法选择就显得尤为重要,一直都是研究的热点。主要做了以下工作:首先,针对传统的人体呼吸心跳模型,结合心电图,建立改进的人体目标心跳呼吸模型。然后确立人体的雷达回波仿真信号,采用经验模态分解,集合经验模态分解,补充的集合经验模态分解,自适应加噪的集合经验模态分解,改进的集合经验模态分解五种模态分解方法对人体生命信号进行分解,并确定最优的分解方法为MEEMD。其次,为了准确提取人体生命体征信号,提出一种基于MEEMD和全相位频谱分析(All-phase FFT,ap FFT)的人体生命体征信号的检测提取方法。该方法首先对获得的雷达回波信号执行MEEMD分解,并得到多个IMF固有模态函数,接着使用ap FFT频谱分...

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
引言
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景与意义
    1.2 国内外研究历程
        1.2.1 微多普勒国内外研究现状
        1.2.2 生命特征检测国内外研究现状
    1.3 存在的主要问题
    1.4 研究内容与技术路线
        1.4.1 研究内容
        1.4.2 技术路线
        1.4.3 技术特点与优势
    1.5 论文的主要工作与章节安排
第2章 生命特征提取理论基础
    2.1 毫米波雷达原理
        2.1.1 FMCW雷达原理
        2.1.2 二维FFT原理
        2.1.3 雷达检测生命特征原理
    2.2 毫米波雷达模块
        2.2.1 雷达模块构成
        2.2.2 接收机的比较与选择
        2.2.3 接收方式的比较与选择
    2.3 全相位频谱分析理论
        2.3.1 全相位FFT算法
        2.3.2 全相位FFT与传统FFT的比较
    2.4 本章小结
第3章 基于模态分解方法的人体回波仿真实验
    3.1 生命回波信号模型
    3.2 生命回波信号改进模型
    3.3 生命回波仿真过程
    3.4 基于EMD的人体回波仿真实验
        3.4.1 EMD算法过程
        3.4.2 EMD分解人体回波结果分析
    3.5 基于EEMD的人体回波仿真实验
        3.5.1 EEMD算法过程
        3.5.2 EEMD分解人体回波结果分析
    3.6 基于CEEMD的人体回波仿真实验
        3.6.1 CEEMD算法过程
        3.6.2 CEEMD分解人体回波结果分析
    3.7 基于CEEMDAN的人体回波仿真实验
        3.7.1 CEEMDAN算法过程
        3.7.2 CEEMDAN分解人体回波结果分析
    3.8 基于MEEMD的人体回波仿真实验
        3.8.1 MEEMD算法过程
        3.8.2 MEEMD分解人体回波结果分析
    3.9 性能比较
    3.10 本章小结
第4章 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取分析
    4.1 实验数据的采集
        4.1.1 雷达参数、实验环境设备
        4.1.2 雷达回波信号特征
        4.1.3 雷达回波分析
    4.2 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取算法
    4.3 实验结果
        4.3.1 雷达生命信号提取
        4.3.2 呼吸、心跳信号提取
    4.4 性能分析
        4.4.1 信噪比比较
        4.4.2 检测误差和平均误差
    4.5 本章小结
结论
参考文献
致谢
导师简介
作者简介
学位论文数据集



本文编号：3850438