基于超寬帶雷達(dá)的生命體征信息檢測(cè)研究.pdf

1、城市化進(jìn)程的快速發(fā)展帶來(lái)了醫(yī)療、社會(huì)治安等方面的問(wèn)題，如何很好的解決這些問(wèn)題成為眾多學(xué)者討論和研究的熱點(diǎn)。其中，非接觸式體征檢測(cè)作為一種重要的方法為解決此類問(wèn)題提供了一個(gè)研究方向。而 UWB雷達(dá)因其穿透能力強(qiáng)、抗干擾以及分辨率高等優(yōu)點(diǎn)，使其在非接觸式體征檢測(cè)領(lǐng)域發(fā)揮著重要的作用。因此，研究基于UWB雷達(dá)的體征信號(hào)檢測(cè)在非接觸性體征信號(hào)檢測(cè)領(lǐng)域具有重要的意義。本文從信號(hào)處理方面,以模式分類為指導(dǎo)思想，根據(jù)體征信號(hào)中各個(gè)成分的信號(hào)模式特征分

2、別在直達(dá)波的消除、多目標(biāo)的識(shí)別、目標(biāo)信號(hào)的分離重組等方面進(jìn)行體征信號(hào)的檢測(cè)研究。在分析體征信息檢測(cè)的主要技術(shù)路線和典型算法的基礎(chǔ)上，提出了本文的技術(shù)總路線。本文的研究主要涉及以下內(nèi)容：
　　首先，綜述了幾種典型的非接觸性檢測(cè)方法及基于雷達(dá)的體征檢測(cè)算法，并比較了各自的優(yōu)缺點(diǎn)，在對(duì)UWB雷達(dá)體制的分析的基礎(chǔ)上對(duì)UWB雷達(dá)在體征檢測(cè)中的特點(diǎn)進(jìn)行了分析，建立了生命體征信號(hào)模型。同時(shí)，總結(jié)了兩種算法質(zhì)量評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，分別從整體和局部的角度對(duì)算

3、法進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。
　　其次，對(duì)直達(dá)波進(jìn)行分析并建立了直達(dá)波數(shù)學(xué)模型，提出了結(jié)合K-L變換的FastICA的直達(dá)波抑制算法。通過(guò)對(duì)靜止的單人目標(biāo)和運(yùn)動(dòng)的單人目標(biāo)的實(shí)驗(yàn)研究，驗(yàn)證了該方法在直達(dá)波抑制方面的有效性，并通過(guò)與ICA、K-L的迭代次數(shù)、運(yùn)行時(shí)間以及載干比、信噪比等客觀性能的對(duì)比分析，證明了該算法在迭代速度和計(jì)算復(fù)雜度方面的優(yōu)越性。
　　再次，對(duì)體征信號(hào)中的呼吸、心跳成分，在對(duì)傳統(tǒng)信號(hào)提取方法的分析研究的基礎(chǔ)上，針對(duì)傳統(tǒng)

4、EMD方法端點(diǎn)飛躍和傳統(tǒng)EEMD重構(gòu)信號(hào)質(zhì)量差等不足研究基于EEMD與 BP優(yōu)化策略的體征信號(hào)提取算法，并對(duì)單人體征信號(hào)的提取進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究，實(shí)驗(yàn)證明該算法不僅克服了 EMD端點(diǎn)延拓問(wèn)題，避免了端點(diǎn)飛躍現(xiàn)象，而且提高了重構(gòu)信號(hào)的信噪比，驗(yàn)證了該算法適合于體征信號(hào)中具體信號(hào)成分的提取。
　　最后，分析了多目標(biāo)人體信號(hào)特征并構(gòu)建了雙人信號(hào)模型，并在此基礎(chǔ)上對(duì)MUSIC方法作了理論推導(dǎo)，研究本文 MUSIC算法的理論模型和算法實(shí)現(xiàn)步驟。