一种鲁棒的毫米波雷达人体呼吸心跳测量方法

摘要

提出一种基于毫米波雷达的人体呼吸心跳测量方法,可用于检测航天员的呼吸心跳。通过发射57.5~63.5 GHz频段的线性调频连续波,采集人体胸腔表面反射的雷达回波,经过混频和低通滤波后采样,得到包含呼吸心跳微动信息的中频采样数据。通过对中频采样数据做快速傅里叶变换,确定人体胸腔相对雷达的径向距离,进一步提取胸腔位置对应的相位信号。然后采用一种改进的相位差分增强方法,抑制相位信号中呼吸谐波对心跳信号提取的干扰和低频噪声对呼吸信号提取的干扰。最后采用高斯平滑滤波方法从相位信号中提取无波形失真的呼吸信号,并采用低阶有限冲激响应(FIR)滤波器从相位信号中提取无速率失真的心跳信号。此外,对呼吸、心跳信号采用时域寻峰算法计算呼吸率和心率。实验结果表明:此方法对人体呼吸信号和心跳信号测量的准确性高、鲁棒性强。