[发明专利]一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法

权利要求书

1.一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，包括的步骤如下：

步骤1：采集数据，进入复杂的猪舍环境中，获取猪只的呼吸数据；将毫米波雷达装置连接至电脑，将雷达天线一端对准猪只，保持雷达稳定；然后通过电脑端的上位机软件采集数据；

步骤2：数据预处理，将采集到的猪只呼吸数据进行相位处理，实现时域转频域；

步骤3：信号分离，在计算呼吸频率之前，将呼吸和其他数据分离开，通过滤波器对其进行滤波，去除其他频率，留下呼吸频率；

步骤4：移动噪声污染判断与处理，通过放大器对该段数据进行还原恢复或者弃置该段数据；

步骤5：计算呼吸频率，分别利用基于分数域变换、FFT、自相关分析、峰值间隔分析的谱估计方法，对处理完的数据进行谱估计，计算出各自的置信参数和频率结果后，再根据各个置信参数进行加权决策，计算出最终的呼吸频率；

步骤6：谐波去除，计算心跳频率的谐波并将其从呼吸数据中滤除。

2.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤1中采集数据时，采集若干段猪只呼吸频率数据。

3.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，在采集数据时，采集5段10分钟的猪只呼吸频率数据, 其中每分钟呼吸次数分别为17、26、45、49、61。

4.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤2中具体操作过程为：首先对雷达接收器接收到的毫米波信号进行傅里叶变换，然后提取其相位值，进行相位解缠运算，最后计算出发射信号与接收信号之间的相位差，用于后续计算。

5.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤3中的其他数据为心跳引起猪只皮肤微弱振动产生的数据。

6.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，在步骤3中，经过试验及测定，猪的心跳引起的振动频率为1-2.0Hz，振幅为0.2-0.8mm；呼吸引起的频率为0.3-1Hz，振幅为5-20mm；根据心跳和呼吸引起的胸腔震动幅度和频率的区别，通过滤波器滤波，去除心跳频率，留下呼吸频率。

7.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤3中滤波器为低通滤波器、高通滤波器、带通滤波器、带阻滤波器和全通滤波器。

8.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤3中滤波器为带通滤波器。

9.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤4中，对于呼吸数据，还需要计算该段数据中波的能量，当能量过高时，说明受到了较大运动的干扰，会影响设备的测量精度，需要通过放大器对该段数据进行还原恢复或者弃置该段数据。

10.根据权利要求1所述的一种基于雷达的非接触式猪只呼吸检测方法，其特征在于，所述步骤6中，根据计算出的呼吸频率和心率，判断心跳谐波是否与呼吸频率重叠，若有重叠则需要利用滤波器在呼吸数据中滤除心跳谐波并重新计算呼吸频率。