[发明专利]一种基于调频连续波雷达的信号提取方法及系统

权利要求书

1.一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

步骤S100、对调频连续波雷达接收的待测人体的胸壁机械运动信号进行预处理，得到回波信号，所述回波信号包括：呼吸信号、心跳信号、呼吸信号的高次谐波分量、心跳信号的高次谐波分量和噪声信号；

步骤S200、通过对所述回波信号中不含噪声的信号进行滤波得到滤波信号，确定所述滤波信号在预估频率区间的频率-功率谱，根据所述频率-功率谱峰值的频谱图分离得到心跳信号和呼吸信号。

2.根据权利要求1所述的一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述步骤S200包括：

步骤S210、确定所述回波信号的预估频率区间，将预估频率区间等间距设置n个频率点；

步骤S220、从预估频率区间中选取一个频率点，作为期望频率点；

步骤S230、确定期望频率点的频率矢量矩阵，将所述频率矢量矩阵纳入期望子空间；

步骤S240、确定预估频率区间和已选取的期望频率点的差集，将差集的频率矢量矩阵作为干扰子空间；

步骤S250、构造回波信号的斜投影算子，根据所述斜投影算子对回波信号中不含噪声的信号进行斜投影滤波，得到滤波信号；

步骤S260、计算滤波信号的功率，采用自适应权重矢量对功率P进行加权，得到滤波信号的加权功率；

步骤S270、确定是否遍历预估频率区间，若否，从预估频率区间中选取剩余的频率点作为期望频率点，并跳转到步骤S230；若是，执行步骤S280；

步骤S280、确定所述预估频率区间的频率-功率谱，根据所述频率-功率谱峰值的频谱图分离得到心跳信号和呼吸信号。

3.根据权利要求2所述的一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述预估频率区间的取值范围为[0.10Hz,3.00Hz]，n＝290。

4.根据权利要求2所述的一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述斜投影算子的计算公式为：E_A(θ)|A(V)＝A(θ)/[A(θ)^H*A(V)*A(θ)]*A(θ)^H*A(θ)，其中，θ为期望频率点，A(θ)为期望频率点的频率矢量矩阵，V为差集，A(V)为差集的频率矢量矩阵；

所述滤波信号的计算公式为：Y′＝E_A(θ)|A(V)*Y_F，F为预估频率区间，Y_F为所述斜投影算子对回波信号中不含噪声的信号，Y′为滤波信号。

5.根据权利要求4所述的一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述滤波信号Y′的功率P通过以下公式计算得到：

其中，M为回波信号中不含噪声的信号Y_F的数据长度，表示回波信号中不含噪声的信号Y_F的协方差矩阵，P为滤波信号的功率。

6.根据权利要求5所述的一种基于调频连续波雷达的信号提取方法，其特征在于，所述自适应权重矢量计算公式为：U＝1/trace(E_A(θ)|A(V)^H*E_A(θ)|A(V))，U即为自适应权重矢量；所述自适应权重矢量计算公式为：P′＝U*P，P′为滤波信号的加权功率。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至6任一项所述的基于调频连续波雷达的信号提取方法的步骤。

8.一种基于调频连续波雷达的信号提取系统，其特征在于，包括：

至少一个处理器；

至少一个存储器，用于存储至少一个程序；

当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现如权利要求1至6任一项所述的基于调频连续波雷达的信号提取方法。