[发明专利]一种用于智能养老的情感监测技术

权利要求书

1.一种用于智能养老的情感监测技术，其特征在于，包括以下步骤：

S1、发射调频连续波射频信号并捕捉来自人身体的射频反射信号；根据不同反射物体的反射时间，消除不随时间变化的静态物体的反射，放大来自人身体的射频反射信号；关注人身体处于准静态状态的时间段，当血液从人的心脏喷射出来时，对身体的其他部位施加力量，头部和皮肤产生的轻微的抖动被射频信号吸收；观察与移动距离相关的射频反射信号的相位：

上式中，φ(t)是射频反射信号的相位，λ是射频波的波长，d(t)是射频波的传输距离，t是时间变量；

S2、设计心跳提取算法从收集的射频反射信号中提取心跳信号；

S2.1、通过计算与心跳的加速度成比例的信号来抑制人体呼吸信号并加强心跳信号：

上式中，f″₀代表与心跳的加速度成比例的信号的二阶导数，f_i(i＝0,1,-1,2,-2,3,-3)代表时间序列i样本的心跳信号强度，h是连续样本之间的时间间隔；时间序列i取负值时表示时间序列中相对于f₀之前的样本的心跳信号强度，时间序列i取正值时表示时间序列中相对于f₀之后的样本的心跳信号强度；

S2.2、应用优化算法将经过步骤S2.1处理后的射频反射信号恢复为心跳的形态并分割为独立的心跳信号；优化算法在将心跳形态的反射信号分割为独立的心跳信号时将节拍之间的形状差异最小化，通过最小化片段之间的变化识别每个心跳周期；通过变量划分技术划分不同长度的射频反射信号向量；射频反射信号向量的变量划分S＝{s₁,s₂,…,s_m}的方差定义为：

上式中，ω(μ,|s_i|)是将向量μ线性映射到|s_i|的长度，s_i为划分的连续射频反射信号片段；x＝(x₁,x₂,…,x_n)表示长度为n的射频反射信号向量序列，射频反射信号向量的变量划分S是将x划分为不重叠的连续子序列；ω表示线性映射，S＝{s₁,s₂,…,s_m}中m表示射频反射信号向量划分后的个数；

当所有射频反射信号片段具有相同的长度时，射频反射信号向量的变量划分S＝{s₁,s₂,…,s_m}的方差与统计方差完全相同；向量μ指所有射频反射信号片段的中心趋势；

通过优化算法找到最优的射频反射信号向量的变量划分S^*，由最小化片段的方差表述S^*为：

上式中，

将上式(4)简写为如下形式：

限制条件：b_min≤|s_i|≤b_max,s_i∈S (5)

上式中，b_min为每个心跳周期长度的最小值，b_max是每个心跳周期长度的最大值，通过限制条件寻找最优的射频反射信号向量的变量划分S和向量μ，通过上式(5)最小化片段s_i和向量μ之间的平方差之和；

S2.3、交替更新射频反射信号向量的变量划分S和向量μ，寻找最优解；在每次迭代过程中，优化算法更新给定当前向量μ的射频反射信号向量的变量划分S，然后更新给定新分割的向量μ；得到具有线性时间复杂度的全局最优算法；

S3、提取呼吸信号和心跳信号特征，并使用分类算法识别情感类别；分类算法为EQ-Radio方法。

2.根据权利要求1所述用于智能养老的情感监测技术，其特征在于：步骤S1中通过调频调制器来发射调频连续波射频信号；通过频率调制载波技术捕获来自人体的射频反射信号。

3.根据权利要求1所述用于智能养老的情感监测技术，其特征在于：步骤S1中射频反射信号的相位变化与呼吸引起的胸部扩张、收缩引起的复合位移、心跳引起的身体振动相对应。