基于VMD的FMCW毫米波雷达胸壁微动检测

摘要

人体的呼吸和心脏跳动导致的胸壁微动可通过毫米波雷达的相位变化进行记录。为了从相位中提取胸壁的微动历史,估计出呼吸和心跳的频率,提出了一种生命体征信号的提取与分离方法。首先,对毫米波雷达中频信号进行傅里叶变换,确定胸壁所处距离单元;接着,针对此距离单元中的相位进行提取与解缠绕,将相位转换为距离变量后得到包含呼吸和心跳信息的生命体征信号;最后,利用变分模态分解(VMD)算法从生命体征信号中分解得到的模态函数中确定呼吸信号和心跳信号,再采用傅里叶变换估计两者的频率。实验中,采集30 s的人体数据进行验证,成功提取到了生命体征信号波形,并分离出了呼吸和心跳信号,呼吸和心跳频率误差在8%以内。分析实验结果表明,文中所提的信号提取与分离方法能得到有效的生命体征信号,并从中估计出较为准确的呼吸和心跳频率。