發(fā)布時(shí)間：2020-12-13 02:29

　　隨著無線電技術(shù)的快速發(fā)展,超寬帶雷達(dá)逐漸成為生命體征檢測的一個(gè)重要研究領(lǐng)域。超寬帶雷達(dá)因其距離分辨率高、穿透能力強(qiáng)、抗干擾等優(yōu)勢,在生命體征檢測中發(fā)揮越來越重要的作用。其中基于超寬帶雷達(dá)的生命體征檢測系統(tǒng)應(yīng)用領(lǐng)域廣闊,特別是在醫(yī)療健康、災(zāi)難救援、軍事戰(zhàn)爭等方向上。本文研究基于超寬帶雷達(dá)的生命體征檢測算法,主要內(nèi)容歸納如下:(1)針對接收信號中存在較強(qiáng)的雜波和噪聲,本文首先使用平均相消法對靜止雜波進(jìn)行濾除,接著利用頻域低通濾波和信號自相關(guān)處理對信號進(jìn)行降噪以提高信號的信噪比,然后采用距離門選擇算法提取體表振動信號。(2)研究單目標(biāo)的生命體征檢測算法。針對被測目標(biāo)可能存在輕微移動(沒有過多抖動),提出軌跡捕捉算法,其通過接收脈沖的峰值位置去預(yù)測目標(biāo)的運(yùn)動軌跡,接著按照運(yùn)動軌跡去修正每一束接收脈沖以獲得目標(biāo)靜止?fàn)顟B(tài)下的接收信號。為了解決弱心跳信號容易被呼吸諧波和其他雜波掩蓋的問題,提出N次迭代的峰值捕捉算法,其首先提取呼吸頻率并抑制其高次諧波,接著在心跳頻段捕獲M個(gè)峰值頻率,然后迭代N次統(tǒng)計(jì)心跳頻段出現(xiàn)最多次數(shù)的峰值頻率作為心跳頻率。通過MATLAB算法仿真,結(jié)果表明,該算法可以準(zhǔn)確提取靜止... 

【文章來源】：湖南師范大學(xué)湖南省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：69 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

現(xiàn)有的生命體征測量方式

8時(shí)（如：皮膚大面積燒傷、地震中被廢墟掩埋等）便無法進(jìn)行；而非接觸式測量克服了必須接觸的不足，可在多種環(huán)境下進(jìn)行測量，但在測量精度和穩(wěn)定性上要進(jìn)一步改善。如圖2.1所示，現(xiàn)有非接觸式體征測量主要通過3種方式實(shí)現(xiàn)。圖2.1現(xiàn)有的生命體征測量方式2.2.1接觸式體征測量當(dāng)前，接觸式體征測量主要包括壓力法測量和心電法測量。如圖2.2所示，其原理為將電極或傳感器放在被測試者的某一特定位置，測出生物電或振動幅度的變化，然后利用電路對其進(jìn)行放大濾波處理，以記錄特定部位的生理活動周期，提取得到人體的生命體征信息。圖2.2接觸式體征測量示意圖壓力法：人的胸腔和動脈血管會隨著人體呼吸或心跳產(chǎn)生周期性變化，此時(shí)使用壓力傳感器可以準(zhǔn)確地捕捉到振幅變化，隨后對該信號進(jìn)行處理分離出呼吸、心跳信號。心電法：使用電極感應(yīng)并采集人體在心跳時(shí)引起的體內(nèi)生物電流變化，并且

觸式電極測量得出距離小于10英尺時(shí)的心電信號。該測量方式的檢測原理和傳統(tǒng)電容心電圖相同，唯一的區(qū)別在于電極可以不接觸皮膚獲取心電信號。2002年對電極進(jìn)行相關(guān)改進(jìn)，得到了一種基于電容耦合的非接觸電極，并利用集成放大電路使電極長寬達(dá)到1英尺、厚度達(dá)到0.35英尺。由于被測試者需要被長時(shí)間監(jiān)測，非接觸式電極在具有測量穩(wěn)定性的同時(shí)，還要具備一定的舒適性，因此，小巧、舒適和高精度成為了非接觸式電極近些年的發(fā)展方向。2、基于熱效應(yīng)的體征測量基于熱效應(yīng)的體征測量[45]主要是基于紅外熱成像技術(shù)的體征測量。如圖2.3所示，紅外熱成像技術(shù)利用遠(yuǎn)、中紅外射線測量人體的熱輻射，通過對體表溫度變化進(jìn)行動態(tài)記錄，并對記錄圖像進(jìn)行處理以獲得心率和呼吸頻率。人體新陳代謝產(chǎn)生的熱量需要通過血液循環(huán)傳到體表，并以輻射的方式傳到體外，從而保持正常體溫。血液循環(huán)一般通過心臟控制血管的血流量和血管的擴(kuò)張收縮來實(shí)現(xiàn)，因此可以通過測量體表溫度的變化周期來間接獲得心臟的變化周期。圖2.3基于熱效應(yīng)的體征測量示意圖呼吸運(yùn)動導(dǎo)致口鼻處的溫度變化也具有類似的周期性，因此紅外熱成像技術(shù)還可以對人體口鼻進(jìn)行測量，接著對測量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理提取出呼吸頻率，這一技術(shù)已在早產(chǎn)兒呼吸頻率的檢測上得到成功應(yīng)用。3、基于機(jī)械效應(yīng)的體征測量基于機(jī)械效應(yīng)的體征測量主要包括雷達(dá)、激光和視頻運(yùn)動分析三種方式，這里簡要介紹基于雷達(dá)信號的體征測量。人體的呼吸心跳運(yùn)動將會在胸部表面產(chǎn)生


本文編號：2913720