基于PE的MEEMD筛选的LFMCW雷达心率估计算法*
2021-09-26廖洪海何为林水洋
廖洪海,何为,林水洋,3
(1 中国科学院上海微系统与信息技术研究所,上海 200050;2 中国科学院大学,北京 100049;3 隔空智能科技有限公司,上海 200050) (2019年12月20日收稿; 2020年4月23日收修改稿)
随着物质生活水平和对自身健康状况关注度的提高,人们对生命体征监测技术提出了更高的需求,而非接触生命体征监测技术因具有体积小、功耗低、使用方便、实时性高等优点得到众多学者的广泛关注[1]。现阶段,超声波、WIFI和雷达等都被广泛应用于非接触生命体征监测领域内,此类技术手段都是基于多普勒效应来实现提取心率或呼吸信号的功能[2-5]。超声波设备存在功率高、噪声大的缺点,WIFI设备存在干扰大和信号处理困难的缺点,由于雷达设备具备功耗低、噪声小、信号处理技术成熟等优点,非常适合应用到非接触生命体征监测技术中,所以受到众多学者的青睐。雷达的生命体征监测技术的研究分为3类,分别是基于单音连续波(continuous wave, CW)雷达,基于脉冲超宽带(impulse radio ultra-wideband, IR-UWB)雷达和基于调频连续波(frequency-modulated continuous wave, FMCW)雷达的生命体征监测技术[6]。
CW雷达通过天线发射一个单音信号,通过剖析发射信号与反射信号的相位信息获得距离。然而,CW雷达存在直流偏移和I / Q不平衡的问题,进而导致虚警等问题[7]。
IR-UWB雷达通过时域变换和信号处理技术分析收发机之间单极冲激脉冲信号的关系获取目标的距离和方位等信息。再者,该技术距离识别精准度与频率分辨率成正比,IR-UWB雷达的距离分辨率更大。但是由于脉冲信号占空比低、信噪比(signal-to-noise ratio,SNR)差,导致IR-UWB雷达存在距离分辨率低的缺点。……
