[发明专利]一种基于毫米波雷达的车内生命目标探测及定位技术

权利要求书

1.一种基于毫米波雷达的车内生命目标探测及定位技术，包括以下所述工作步骤：

一、信号原理和信号处理流程；

二、距离维FFT；

三、呼吸心跳信号获取；

四、相位解卷绕；

五、心跳呼吸信号分离；

六、生命呼吸信号检测；

七、目标角度测量；

八、虚假目标的剔除；

九、目标坐标转换及车内定位；

十、目标最终输出。

2.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车内生命目标探测及定位技术，其特征在于：所述步骤一中信号原理包括：雷达基带信号中的胸壁位移信号，即我们所说的生命信号，是由呼吸、心跳的共同运动引起的周期性运动。而呼吸和心跳的运动幅度大小、频率由大脑神经中枢自主调节，彼此之间运动相互独立。在多数研究中，将呼吸、心跳信号近似认为是正弦信号，生命信号由呼吸和心跳的谐振引起：

x(t)＝A_bcos(2πf_bt)+A_hcos(2πf_ht)

式中A_b、A_h分别为呼吸和心跳引起的胸腔运动幅度，f_b、f_h分别为呼吸和心跳的频率。

雷达发射信号：

s_t(t)＝A₀cos(2πf_Tt+θ₀)

雷达电磁波照射到人体目标时，主要的反射回波集中在“空气-皮肤”区域。这个区域的人体皮肤的振动限定在一个范围内，围绕平均距离上下变动。雷达与皮肤的瞬时距离可以写成下面的形式：

r(t)＝r₀+Vt+x(t)

式中，r₀是目标初始距离，V是目标运动速度，x(t)代表由于生命运动引起了目标微动信号。

雷达的接收信号：

s_R(t)＝A₀cos(2πf_T(t-t_d)+θ₀)

其中目标的延时：

据此可得：

其中：

相位中表征了呼吸心跳的变化，对相位进行处理便可得到目标的呼吸心跳信息。

3.根据权利要求1所述的一种基于毫米波雷达的车内生命目标探测及定位技术，其特征在于：所述步骤一中信号处理流程包括：在实际应用中实时提取、高精度提取要求下，研究合适的基于毫米波雷达的生命信号特征提取和定位方法。主要包含了两个主要方面，一是通过设计合适的波形完成呼吸心跳信号的获取，第二个是通过高精度测角和坐标转换实现雷达车内的精确定位；

所述算法的主要流程为：

(1)、对目标的时域AD数据进行FFT处理；

(2)、对FFT数据进行检测，得到目标的距离和位置；

(3)、对一定周期内的多帧信号进行积累；

(4)、获取目标多帧信号目标信息的相位并进行相位的预处理；

(5)、对相位信息进行低通滤波并处理得到目标的呼吸信号；

(6)、对相位信息进行带通滤波并进行特征处理得到目标的心跳信号；

(7)、对通道间的复信号进行MUSIC测角；

(8)、根据目标的距离和角度判断目标的位置；

(9)、对于车内生命信号进行目标输出。