浙江大学刘涛获国家专利权
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龙图腾网获悉浙江大学申请的专利一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监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:CN114732390B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-27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:202210539306.9,技术领域涉及:A61B5/024;该发明授权一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监测方法是由刘涛;韩翔宇;翟潜;韩梅梅设计研发完成,并于2022-05-17向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监测方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监测方法,具体方法包括向监测对象所在区域发射周期性的线性调频波,并采集雷达回波信号;依次采用混频和FFT对雷达回波信号进行预处理;随后提取监测对象心脏部位所在的位置;采用相位相关的方法,提取监测对象心脏部位的运动信息,并据此计算其加速度信号;对所得加速度信号进行平滑,并通过峰值检测的方法对各次心跳之间分割点的位置进行估计;生成单次心跳的加速度模板信号并对加速度信号进行精密分割,得到各次心跳的心跳间期,计算心率变异性指标。本发明采用微波作为探测媒介,具有抗干扰能力强,对非金属障碍物穿透力强,集成度高,功耗低,测量精度高,鲁棒性强等诸多优点。
本发明授权一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监测方法在权利要求书中公布了:1.一种基于调频连续波雷达的非接触式心率变异性监测方法,其特征在于,具体如下: S1:向监测对象所在区域发射周期性的线性调频波,并使用接收天线采集相应的雷达回波信号; S2:依次采用混频和快速傅里叶变换的方式对所采集的雷达回波信号进行预处理; S3:从预处理后的雷达回波信号中提取监测对象心脏部位所在的位置; S4:采用相位相关的方法,从步骤S3所得位置中提取监测对象心脏部位的运动信息,并据此计算其加速度信号; S5:通过计算短时平均功率以对所得加速度信号进行平滑,并通过峰值检测的方法对各次心跳之间分割点的位置进行估计; S6:基于步骤S5中估计得到的各次心跳之间分割点的位置,生成单次心跳的加速度模板信号;随后利用该加速度模板信号对步骤S4中所得加速度信号进行精密分割,得到各次心跳的心跳间期; S7:基于步骤S6所得的心跳间期,计算心率变异性指标,进而实现非接触式心率变异性监测; 所述步骤S3具体如下: S3-1:对于接收到的第n个雷达回波信号,经过步骤S2预处理后提取其第k个元素的相位 S3-2:选取长度为T的时间窗,并依次按照步骤S3-1中的方法处理,得到序列Φk: S3-3:对所得序列Φk解缠绕并通过快速傅里叶变换计算其频谱,统计其在心跳频段[0.8Hz,2Hz]的能量Ek; S3-4:遍历k以找到Ek的最大值,并据此确定监测对象心脏部位相对于雷达天线的距离,即为监测对象心脏部位所在的位置; 所述步骤S6具体如下: S6-1:基于步骤S5中所得各次心跳周期分割点的位置的估计值t,将加速度信号序列{am}进行分割,得到如下I-1个数据段: S6-2:对步骤S6-1所得数据段进行平均,得到心跳加速度模板信号Template: 计算时通过插值保证S6-1中各个加速度信号的片段长度一致; S6-3:选取一组新的分割点集S: S=[s1,s2,……,sI], 得到一组对加速度信号序列{am}的新的截断: S6-4:通过如下公式定义步骤S6-3所得新的截断与加速度模板信号的匹配程度: 在计算时通过插值保证每个与Template长度相同; S6-5:重复步骤S6-3~S6-4以计算每组分割点集对应的截断与加速度模板信号的匹配程度,找出D最小的一组分割点集Ss作为当前模板信号下的最优分割;基于Ss按照步骤S6-2以生成新的模板信号; S6-6:重复S6-5过程,直到某次重复过程中通过步骤S6-4计算得到的D小于事先设定的阈值,此时的分割点集S即为最终得到各次心跳之间分割点的位置。
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