[发明专利]一种基于毫米波雷达的非接触式身份识别方法及系统

权利要求书

1.一种基于毫米波雷达的非接触式身份识别方法，其特征在于，包括如下步骤：

向待识别用户发射毫米波雷达信号，并接收从待识别用户反射来的回波信号；

对所述回波信号进行杂波抑制、回波选择后提取待识别用户的心率信号；

将待识别用户的心率信号分割成拍频信号，并确定对应的待识别用户的拍频特征；将待识别用户的心率信号分割成拍频信号，若分割后仅包含单个拍频信号，则确定单个拍频信号对应的时频域特征，以作为待识别用户的拍频特征；若分割后包含多个单拍频信号，则分别确定各个拍频信号的时频域特征，并将时频域特征输入神经网络提取对应的时序特征，以将时频域特征和时序特征作为待识别用户的拍频特征；

将待识别用户的拍频特征与标准用户群的拍频特征进行对比，若待识别用户的拍频特征与标准用户群中其中一个标准用户的拍频特征吻合，则对待识别用户的身份识别通过；否则，对待识别用户的身份识别不通过；将待识别用户的拍频特征与标准用户群的拍频特征进行对比，具体为：若待识别用户的心率信号分割后仅包含单个拍频信号，则将标准用户群的拍频特征逐一取出，使用第一分类器对待识别用户单拍频信号的时频域特征进行识别，其识别结果为向量w，w＝[p₁,p₂,…,p_m]，其中向量w中元素p_j表示待识别用户的拍频是标准用户群中第j个标准用户的概率值，j∈[1,m]，m表示标准用户群中有m个用户；若向量w元素中最大值大于预设概率阈值，则待识别用户的身份通过，且确定其身份为向量w元素中最大值对应的标准用户；若待识别用户的心率信号分割后包含多个单拍频信号，则将标准用户群的拍频特征逐一取出，首先，使用第一分类器对待识别用户多个单拍频信号的时频域特征进行身份识别，其识别结果为n×m维的矩阵W，n表示待识别用户分割后包含n个拍频，m表示标准用户群中有m个用户，其中矩阵W中的元素p_ij表示待识别用户的第i个拍频是标准用户群中第j个标准用户的概率值；其次，采用平均值函数，对概率矩阵W的每一列求均值，得到一个向量其中向量中元素表示待识别用户的多拍频识别结果是标准用户群中第j个标准用户的平均概率值；若向量元素中最大值大于预设概率阈值，则初步确定其身份为向量元素中最大值对应的标准用户；接着，将第一分类器识别的向量与所述待识别用户多拍频信号的时序域特征融合，并通过第二分类器基于融合后的特征进行身份识别，最终确定待识别用户的身份是否识别通过，若身份识别通过，进一步确定其身份对应的标准用户。

2.根据权利要求1所述的非接触式身份识别方法，其特征在于，对所述回波信号进行回波选择，具体为：

对回波信号的每一行进行傅里叶变换，得到所述毫米波雷达的距离矩阵；计算所述距离矩阵每一列所表征的距离单元上的能量和，选取最大能量和对应的距离单元作为毫米波雷达发射处到待识别用户的距离，并将所述距离矩阵中最大能量和对应的列提取，利用反正切函数计算该列相位并执行相位解缠操作，得到回波信号中与待识别用户生命体征相关的信号。

3.根据权利要求2所述的非接触式身份识别方法，其特征在于，回波选择后提取待识别用户的心率信号，具体为：

将所述相位解缠操作后的信号进行离散小波变换，并对离散小波变换后的信号进行带通滤波；

对所述带通滤波后的信号进行逆小波变换，重构得到待识别用户的心率信号。

4.根据权利要求1至3任一项所述的非接触式身份识别方法，其特征在于，将待识别用户的心率信号分割成拍频信号，具体为：

将待识别用户的心率信号上下翻转180°倒置后，采用峰值检测识别波谷，其峰值和峰峰间距均大于预设阈值；其次，判断两个波谷间是否存在有效的波峰；所述有效波峰需同时满足以下两个条件：(i)峰值超过预设峰值阈值；(ii)利用过零检测，检测两波谷间存在过零点；

若存在有效波峰，则依据前后波谷，执行拍频切割；若不存在有效波峰，则不执行拍频切割。