生物雷达

摘要： 目的研制一种无人化伤员生命信息感知系统,实现伤员的快速搜寻。方法通过无人机配备的生物雷达及定位模块对伤员信息进行采集,采用LoRa区域组网结合无人机数传通信的方式将伤员信息传输至地面站。结果实现了伤员生命信息和位置信息的准确探测,具有灵活性、实时性与可靠性高的特点。结论该系统可为伤员搜寻提供初步的生命信号甄别及伤情诊断处理,对救援目标做出及时的反馈,对提升伤员搜寻效率具有较好的应用价值与意义。

摘要： 目的:研究一种可对灾后受挤压伤员生命状态进行识别的非接触式探测方法,以在灾害发生后科学指导搜救人员实施救援。方法:使用挤压密闭实验平台模拟灾后挤压场景,采用生物雷达对处于挤压密闭平台中的2只实验猪进行非接触的生理信号采集,并对不同受压场景下实验猪的呼吸特征与心跳信号的心率变异性(heart rate variability,HRV)特征进行深入分析。为验证该方法的准确性,使用接触式检测设备进行同步采集。结果:随着挤压压力的增大,通过雷达探测到的目标心跳信号与呼吸信号均出现频率变快、离散性增加的特点,且呼吸信号出现较明显的波峰凹陷特征。生物雷达的检测结果与接触式检测设备的检测结果仅存在少量误差(平均误差率<8%)。结论:使用生物雷达在挤压密闭场景下对受挤压的生命体进行生命状态识别以及初步伤情研判是可行的,对于指导科学搜救、降低灾后压埋伤员的死亡率具有重要意义。

摘要： 目的探索研究一种基于深度学习的介质补偿生物雷达成像方法,提升伤员搜救性能。方法首先,通过废墟压埋人体目标的正演仿真,建立人体胸腔的电磁模型,利用时域有限差分技术仿真废墟下伤员目标的超带宽多输入多输出生物雷达回波。采用后向投影算法和自聚焦算法对多输入多输出生物雷达回波成像,对成像进行生命体征微动信号增强后创建数据集;然后,基于TensorFlow深度学习框架构建用于介质补偿的生成对抗式网络模型;最后,利用训练数据进行训练,优化网络模型。结果本文实现了一种基于生成对抗式网络的介质补偿方法,并初步实现了穿透介质的伤员目标聚焦成像,提高了目标信号的信杂噪比。结论本研究基于生成对抗式网络的介质补偿方法能够较好地实现穿透介质的伤员目标聚焦成像,为解决生物雷达成像目标散焦和信杂噪比低等问题提供新技术。

摘要： 目的 设计一种非接触式呼吸暂停检测与远程监护装置.方法 系统硬件由生物雷达传感器、STM32单片机以及LoRa远距离无线通信模块组成.使用生物雷达传感器对病人呼吸信号进行实时的无接触式采集,经过STM32单片机进行A/D转换为数字信号,最后经LoRa模块对人体呼吸信号进行实时的远距离无线传输,上位机将接收到的呼吸信号进行实时的处理并绘制为可视化的呼吸信号波形.结果 实现了人体呼吸信号的远距离实时检测及呼吸暂停判断,有效检测距离可达2 m以上,无线传输距离可达1 km以上.结论 本系统能够实现人体呼吸信号的远距离实时性监护以及呼吸暂停的初步判断,方便医护人员远距离实时的监测病人呼吸状况.本装置外形设计小巧、制作成本低、实时性与可靠性较高,具有较好的应用场景.

摘要： 目的 设计一种非穿戴式阻塞性睡眠呼吸暂停检测并缓解的智能枕头.方法 使用生物雷达对患者呼吸信号进行实时采集,经单片机A/D转换后由蓝牙模块发送至手机端APP进行数据处理.系统检测到患者发生呼吸暂停后,通过蓝牙下发充气指令至缓解装置.缓解装置通过调整枕头高度和斜度改变患者头部位置,进而缓解呼吸暂停.结果 本系统可以实现呼吸暂停检测并进行缓解,响应速度快,准确性可达90％.结论 本装置可监测患者睡眠呼吸障碍信息,对呼吸暂停进行及时缓解.在健康管理设备及临床辅助诊断领域有较大的发展潜力.

摘要： 目的:针对院前急救中低成本、便携式伤情检测设备的研制需求,提出一种基于生物雷达的隐匿性伤情检测方法.方法:该方法基于某些隐匿性伤情出现会破坏人体浅表组织结构左右对称性的原理,使用单发单收冲激脉冲体制超宽带生物雷达测量人体左右两侧对称位置的回波差异,采用直达波定位保证左右测量位置的对称性,设计基于线性判别分析(linear discriminant analysis,LDA)的检测算法来量化回波差异.为验证方法的有效性,开展基于液态体模的模拟气胸探测实验.结果:在直接接触体模条件下,无气胸、左侧气胸和双侧气胸3种场景的差异数值分别为0.6288、5.7245和5.8356;在穿透衣物条件下,无气胸、左侧气胸和双侧气胸3种场景的差异数值分别为2.2342、4.2550和6.7682.结论:该方法初步实现了有/无伤情的检测,与现有技术相比具有体积小、测量方便、可穿透衣物的潜在优势,可为下一步设计一种低成本、便携式的非接触伤情检测装备提供可行的思路.

摘要： 目的 为实现在地震、塌方等灾后搜救中,对幸存者的生命体征进行检测评估,本文提出了一种基于双频生物雷达的人体生命体征穿透式监测方法.方法 利用一种双频IR-UWB生物雷达,融合了一高一低两个中心频率天线在穿透力和灵敏度方面的各自优势,同时对同一目标进行探测.并通过双通道互相关数据融合和自适应谱线增强技术来提高人体生命信号的探测信噪比,同时提取人体呼吸信号,再通过动目标指示器和高阶累积增强技术提取微弱的人体心跳信号.结果 通过模拟废墟场景实验,能够准确检测到被测目标的呼吸和心跳信号的时域波形和频谱,实现了雷达的穿透式监测.结论 本文提供了一种新的生物雷达穿透式探测和监测技术,能够为救援人员提供更加详细、可靠的生理信息来制定科学的救援方案,从而最大程度地挽救幸存者的生命.

摘要： 象鼻怪鱼在一个伸手不见五指的夜晚,非洲刚果河一条浑浊的支流里,一条饥肠辘辘的小鱼正在翻动河底的泥沙寻找着食物。让人奇怪的是,在这漆黑一片的环境里,它是如何辨别方向又是如何“看见”猎物的呢?原来,这就是分布于刚果河流域的象鼻鱼。在它们的体内自带有一套高灵敏度的“生物雷达系统”。

摘要： 目的:对比基于心电图R波法提取的脉搏波传导时间(pulse wave transit time,PWTT)与基于非接触式生物雷达法提取的PWTT是否具有一致性,以验证生物雷达法在生理参数检测方面应用的可行性.方法:首先进行硬件平台搭建并进行同步性测试,其次采用心电图R波法与生物雷达法分别获得人体心跳信号,然后采用小波变换对心电图信号中的R波、生物雷达信号中的波峰值和指尖脉搏信号的峰值进行提取,再通过指尖脉搏信号峰值计算各自的PWTT,最后采用Bland-Altman一致性分析验证2种方法的一致性.结果:2种方法获得的PWTT具有较高的一致性.结论:生物雷达法具有非接触的优势,在特定情况下可以替代心电图R波法来获得PWTT等生理参数.

摘要： 生物雷达技术近年来快速发展,具有非接触、穿透性、远间距等优势,常被应用在矿难、地震等灾害发生后探测处于挤压、密闭等受困情况下伤员的生命信号,并成为在灾害救援方面最具潜力的非接触式生命信号探测技术。灾害发生后,被掩埋的受困人员往往处于缺水、缺食、挤压、密闭等受困条件下,其身体状况不断恶化的同时,生理信号也表现出相应的变化。针对这种变化,我们可使用生物雷达对伤员的生命信号进行非接触穿透探测,并从回波信号中提取生命信号变化规律及特征,以确定受困人员的实时身体状况,从而根据伤情的轻重缓急制定最优救援策略。文章主要介绍了基于生物雷达的生命信号探测方法,介绍了基于接触式检测信号和非接触式检测信号的生命状态识别技术研究现状,着重介绍了生物雷达在受困人员的生命状态识别方面的研究新进展,并对该技术的发展趋势进行展望。

摘要： 生物雷达是一种融合雷达技术和生物医学工程技术，可以穿透非金属介质检测到人体的呼吸等生命信号的新型雷达，但是多个静止人体目标的定位问题目前尚未解决。本文在已经研制成功的单通道超宽谱(UWB，单收单发天线)生物雷达平台上，采用生物医学信号处理中的滤波、微分技术并结合空间、频率分析的方法对不同距离上的双静目标进行识别和一维距离区分，分别计算出了每个目标到天线的距离。rn 通过实验，验证了这个方法的可行性，其自由空间双静目标识别准确率为75%，从而为后续通过多通道UWB雷达平台实现多静目标的二维定位打下基础。

摘要： 本发明涉及在获得人体的生物信号期间利用微波多普勒雷达有效减少并消除从外部流入的各种振动噪声的方法及其装置，本发明包括：步骤(a)，随着中频(IF)信号发生器的压控振荡器(VCO)通过从外部施加的电压(V(t))生成规定周期的振荡频率并通过单个发射天线向动态目标的主要部位发送，通过n个接收天线接收被上述动态目标反射的信号和在动态目标周围产生的各种信号；步骤(b)，上述中频信号发生器从所接收的n个信号中生成各个多普勒中频信号；步骤(c)，通过模拟数字转换器将从上述中频信号发生器输入的多个多普勒中频信号分别转换为数字数据；步骤(d)，通过快速傅立叶变换器来使上述模拟数字转换器(20)在单位时间内采集的数字信号构成以采样时间间隔具有符号的数据串并将上述数据串转换为多个索引(Index)的频率分量符号串(symbol set)；步骤(e)，通过上述信号计算器的计算部计算将转换为频率分量符号串的多个索引符号相加为各个索引集并除以n个接收天线数量的值；以及步骤(f)，针对上述计算部计算得出的值，按照规定的基准阈值(Threshold)对共同发生的周期信号与不共同的非周期信号的频谱分量的偏差进行分类来仅过滤周期信号。本发明利用由单个发射部和多个接收部组成的生物信号测定用多普勒雷达有效消除生物信号区域所包含的随机噪声来改善以非接触方式感测生物信号的精确度。

摘要： 一种生物探测方法包含信号收发单元发射发射信号至区域，并接收该区域反射的反射信号为侦测信号，解调单元耦接该信号收发单元以接收该侦测信号，该解调单元用以对该侦测信号解调而输出解调信号，计算单元耦接该解调单元以接收该解调信号，且该计算单元计算该解调信号的方均根值，判断单元耦接该计算单元以接收该解调信号的该方均根值，且该判断单元根据该方均根值及方均根门槛值判断该区域是否有生物存在。

摘要： 本发明公开了一种环境生物气溶胶探测的三维扫描激光雷达，涉及激光探测技术领域，激光器发出的激光经过倍频单元进行转化，然后发射出对应波长的探测激光，然后使得探测激光通过生物气溶胶，探测激光在通过生物气溶胶后，会诱导激发荧光并发生米散射现象，荧光以及米散射现象产生的米散射回光波通过同轴光路重新返回，在远距离探测气溶胶团时，除可以获得二维平面内气溶胶方位及轴向距离外，通过计算机软件控制整合扫描头的转动，不需移动激光器，根据探测回波信号光的时间差与空间探测角度，即可实时确定生物气溶胶的三维位置与空间分布，扩展了系统探测空间范围，实现多地点多角度的气溶胶分布探测，提高系统测量精确度。

摘要： 本发明公开了一种探测水体生物光学特性剖面的激光雷达及方法，其中，激光雷达包括激光发射系统、四通道信号接收系统和数据采集处理系统；所述的激光发射系统用于发射激光脉冲；所述的四通道信号接收系统用于接收来自水体包含不同波长、偏振信息的回波信号并转化为电信号，所述的数据采集处理系统用于采集和处理由四通道接收系统接收的电信号。利用本发明，克服了经典生物光学模型中没有考虑悬浮无机物和CDOM的不足，通过建立适用于复杂水体的生物光学特性剖面反演算法，进行定标实验后就可以对水体的生物光学特性进行大范围、高空间分辨率的探测，获得水体的生物光学特性剖面。

摘要： 本发明公开了一种生物气溶胶数浓度廓线拉曼荧光激光雷达系统，包括固体脉冲激光器，固体脉冲激光器的光路前方设有全反射镜片A，全反射镜片A的正下方设有望远镜，固体脉冲激光器产生的紫外脉冲激光经全反射镜片调整光路后与大气中的生物气溶胶、气溶胶及氮气分子发生作用产生信号，信号经光纤引至凸透镜A，凸透镜A的光路前方设有三组平行的反射光路；本发明还公开了拉曼荧光激光雷达生物气溶胶浓度廓线的计算方法，本发明还公开了生物气溶胶数浓度廓线拉曼荧光激光雷达系统的预测方法，采用本发明能够实现大气中生物气溶胶数浓度廓线的预测。

摘要： 本发明涉及雷达探测技术领域，提供基于运动方向信息的天气雷达生物体型估算方法及装置，所述方法包括以下步骤：采集生物的多普勒速度数据与回波的差分反射率因子数据，按距离库与方位角进行空间匹配；对多普勒速度随方位序列变化的函数进行余弦拟合；构建正弦函数表达差分反射率因子；选择方位序列中不同任意两点的差分反射率因子，计算

摘要： 本发明属于对生物体信息非接触式提取和利用技术领域，公开了一种利用生物雷达提取生物体信息对报警开关控制装置及方法，通过对生物雷达同时提取并还原的生物体呼吸、心跳波形分别进行检测；根据检测结果，提供多种逻辑组合电平作为报警电平输出，用户根据需要选择相应逻辑电平驱动报警开关动作。本发明利用生物雷达通过检测生物体的生命体征进行开关控制的方式不需要被监控对象发出声响和进行移动，不受使用环境温度和发热物体影响，且由于生物雷达波能有效穿透多种介质(雨、雾、衣物、纸、塑料等多种非金属物品)，所以因各类物体阻挡引起的检测开关失效及误报率高的问题也得以降低。

摘要： 本发明提供的是一种基于生物雷达检测呼吸和心率的装置及方法。所述装置包括生命特征检测传感器102、WiFi模块103、蓝牙模块104、电源模块107、显示模块106、实时警报模块105和单片机最小系统模块101。所述的生命特征传感器102采用的是一种IR‑UWB生物雷达传感器。所述方法为利用生命特征检测传感器发射纳秒级或微微秒级的窄脉冲信号进行探测，利用单片机处理IR‑UWB回波信号I和Q，采用特定设计的低通滤波器等方法，提取得到呼吸信号和心率信号。本发明可以在非接触的情况下，检测待测者108的呼吸和心率，一旦发生异常，将立刻给出警报，若连接终端设备109，数据会通过WiFi或蓝牙等通信方式，将数据传递到终端设备109，并在终端设备显示报警信息。

摘要： 本公开实施例公开了一种基于生物雷达探测心跳信号的身份认证方法及装置，其中方法包括：获取待识别对象的生物雷达心跳信号；将所述生物雷达心跳信号切分，得到心跳信号片段；将所述心跳信号片段输入训练好的偶极子神经网络模型，提取待识别身份特征；根据提取的待识别身份特征与已知身份的偶极子的关系，进行身份认证。本公开实施例能够无接触实现身份认证。

摘要： 本发明提供带生物雷达模块和负离子模块的人体监测系统及监测方法，包括装置本体和信息接收终端，装置本体上设置有雷达模块、处理模块和负离子模块；处理模块用于控制雷达模块发射雷达信号并接收反射波、检测人体是否翻身，用于根据预设检测频次统计预设时间段内人体的翻身次数，若翻身次数异常则发送翻身警报信息给信息接收终端；还用于提取人体的呼吸频率和/或心率，并根据呼吸频率和/或心率驱动负离子模块生成负离子气体。与现有技术相比，本发明能够对用户的行为姿态进行监测和分析，能够在用户存在压疮风险时进行智能预警，还能够对用户进行辅助康复，改善用户的情绪，有助于用户的康复。