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龙图腾网获悉烟台大学申请的专利基于拟合匹配滤波与Double-CZT的雷达高精度心率检测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：CN116725507B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-10-28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：202310581001.9，技术领域涉及：A61B5/024；该发明授权基于拟合匹配滤波与Double-CZT的雷达高精度心率检测方法是由刘云学;周敏;范文强;胡国英;刘玉儒设计研发完成，并于2023-05-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本基于拟合匹配滤波与Double-CZT的雷达高精度心率检测方法在说明书摘要公布了：本发明公开基于拟合匹配滤波与Double‑CZT的雷达高精度心率检测方法。该方法包括:步骤一：采用毫米波雷达生命检测系统获取含有目标人体呼吸心跳信号的中频信号数据矩阵；步骤二：对中频信号数据矩阵进行预处理得到解缠信号和预处理信号；步骤三：对解缠信号使用平滑样条拟合，得到模板信号；然后将模板信号与预处理信号进行卷积，卷积结果即为匹配滤波的输出结果；步骤四：对匹配滤波输出结果变分提取得到心跳信号；步骤五：使用双线性调频Z变换Double‑CZT对得到的心跳信号进行心率估计。本发明测量精度高，稳定性强，易于心率的实时检测和工程实现。

本发明授权基于拟合匹配滤波与Double-CZT的雷达高精度心率检测方法在权利要求书中公布了：1.基于拟合匹配滤波与Double-CZT的雷达高精度心率检测方法，其特征在于，该方法具体包括以下步骤： 步骤一：采用毫米波雷达生命检测系统获取含有目标人体呼吸心跳信号的中频信号数据矩阵； 步骤二：对中频信号数据矩阵进行预处理得到解缠信号和预处理信号； 步骤三：对解缠信号使用平滑样条拟合，得到模板信号；然后将模板信号与预处理信号进行卷积，卷积结果即为匹配滤波的输出结果； 步骤四：对匹配滤波输出结果变分提取得到心跳信号； 步骤五：双线性调频Z变换Double-CZT对得到的心跳信号进行心率估计； 所述的步骤三具体包括以下步骤： 步骤3.1，基于呼吸和身体随机运动引起的相位变化，对解缠信号φt进行平滑样条拟合去除噪声干扰得到模板信号ht， 其中，是由呼吸和身体随机运动引起的相位变化， 步骤3.2，将得到的模板信号ht和预处理信号yt作为匹配滤波器的输入信号，然后将二者进行匹配后得到匹配滤波器的输出st， st＝yt*h*-t 其中h*-t表示对ht时域上的反对称的取共轭； 所述的步骤四具体包括以下步骤： 步骤4.1，将匹配滤波的输出结果st分解为心跳信号urt和残差信号fkt， 然后，基于人体正常的心率范围，且心跳信号urt在中心频率wr附近，通过最小化处理得到心跳信号的带宽I1： 其中δt为狄拉克分布，*为卷积，i和j为复数单位； 步骤4.2，基于残差信号fkt与心跳信号urt之间的频谱重叠最小化定义惩罚函数I2, 其中，γt为滤波器的脉冲响应； 步骤4.3，设定心跳信号urt、残差信号fkt和中心频率wr三者之间满足为收敛条件，其中η为平衡参数，然后，通过迭代子优化求取心跳信号urt，具体步骤如下所述： 步骤4.3.1，将匹配滤波的输出结果st、心跳信号urt、残差信号fkt和拉格朗日乘子λt通过变分提取转化为频域表示的匹配滤波输出结果心跳信号残差信号和拉格朗日乘子 步骤4.3.2，初始化频域表示的心跳信号残差信号和中心频率wr，设循环变量m，令m＝0， 步骤4.3.3，使用乘数算法的交替方向法计算和通过对偶上升法计算频域表示的拉格朗日乘子 其中τ为更新参数，w为时刻t的频域表示； 步骤4.3.4，设定判别精度ζ，且ζ＞0， 若与之间的收敛满足下式时， 则停止迭代，即求得频域表示的心跳信号 否则，令m＝m+1,继续执行步骤4.3.3-步骤4.3.4； 步骤4.4，将步骤4.3得到的频域表示的心跳信号转化为心跳信号urt即得； 所述的步骤五具体包括以下步骤： 步骤5.1，定义双线性调频Z变换第一次采样和第二次采样的采样点个数分别为N和M， 步骤5.2，第一次线性调频Z变换，定义测频频率范围为人体正常心率范围0.8-2Hz，在Z平面上沿任意螺线对N点做频率抽样的频谱分析获得频谱峰值的位置N1； 步骤5.3，第二次线性调频Z变换，定义测频频率范围为[0.8+N1-2*Δf,0.8+N1+2*Δf]，其中Δf＝2-0.8N为第一次线性调频Z变换的频率分辨率， 然后，在该频率范围内Z平面上沿任意螺线对M点做频率抽样的频谱分析获得频谱峰值的位置N2； 步骤5.4，通过双线性调频Z变换对心跳信号测频得到的频谱峰值的位置N1和N2与两次线性调频Z变换的频率分辨率Δf和Δf'确定估计心率fh， fh＝0.8+N1-2*Δf+N2*Δf' 其中Δf'＝4*ΔfM为第二次线性调频Z变换的频率分辨率。

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