南通大学许致火获国家专利权
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龙图腾网获悉南通大学申请的专利一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116584917B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-08-12发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310561763.2,技术领域涉及:A61B5/05;该发明授权一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法是由许致火;薛帅康;汪月霞;施佺;施佳佳设计研发完成,并于2023-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法在说明书摘要公布了:本发明公开一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法,针对该难题,本发明根据特征权值双余弦核分解方法建立呼吸和心跳信号同时提取模型;利用呼吸和心跳信号在频域内的分布特征,设置模型权重和参数,通过迭代求解,输出呼吸和心跳信号的频率估计值。本发明提出双余弦核分解方法来同时提取得到人体的呼吸和心跳信号,精确度高,速度快,可靠实时地分离出人体的呼吸和心跳波形图,使得本发明具有很强的创新及竞争力。这项发明为雷达非接触式监测人体心跳和呼吸状态提供了可行技术创新方案,可为疫情期间非接触监测、特殊人群的健康监测、睡眠质量分析、驾驶员实时疲劳状态等提供便捷的接近医用级生理信号监测。
本发明授权一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法在权利要求书中公布了:1.一种雷达非接触式的人体呼吸和心跳信号同时提取方法,其特征在于,包括以下步骤: 步骤一、针对雷达测量人体得到的相位数据,提出特征权值双余弦核分解模型为: 式中⊙表示按元素乘法,c1,c2为心跳和呼吸的频域稀疏估计值,w1和w2为c1,c2的特征权重,y为雷达相位信号,为逆离散余弦变换IDCT矩阵;对于向量 步骤二、根据雷达相位信号y的数据长度L初始化模型参数,ci是长度为N的实数向量,即wi是长度为N的实数向量,即是L行N列复数矩阵,即Di是N行L列复数DCT矩阵,即其中N是L向上取整为2的幂次,i=1,2; 步骤三、设置向量w1的值为100,向量w2的值为1000,根据采样率与采样点数的关系,将w1在0.8-2Hz即心跳范围内的值设置为1,w2在0.1-0.5Hz即呼吸范围内的值设置为1; 步骤四、对求解模型用到的变量进行初始化,设置μ1=100,μ2=1,di是长度为N的全零向量,即ci是y的DCT值,i=1,2;设置迭代循环的次数n=30,阈值函数thldx,T=signxmax0,|x|-T; 步骤五、将参数ci输入thld函数,削减ci中无关系数的影响,并将处理后的ci减去di得到中间变量vi,具体可表示如下: vi←thldci+di,Ti-di,i=1,2 步骤六、计算当前时域估计值与实际值y之间的偏差k,具体可表示如下: 步骤七、对偏差k进行DCT变换得到频域的系数di,具体可表示如下: di←CiDik,i=1,2 步骤八、将系数vi与系数di相加得到待求解参数ci,并调整n的值,具体可表示如下: ci←di+vi,i=1,2 n←n-1 步骤九、判断n是否为零,若n≠0,则转至步骤五,若n=0,则终止迭代得到心跳呼吸频域系数ci,其中c1为心跳频域系数,c2为呼吸频域系数,对ci做IDCT可以得到心跳和呼吸信号的时域变化波形。
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