[发明专利]一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法

说明书

本发明公开了一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，涉及心率检测技术领域，包括：获得人体的原始深度图像，并基于所述原始深度图像进行分割处理，得到人体的胸腔区域；计算所述原始深度图像上处在所述胸腔区域内的像素值的平均值，以得到胸腔区域距离值；雷达根据所述胸腔区域距离值确定生理信号距离范围，并获取所述生理信号距离范围内的胸腔振动信号，由所述胸腔振动信号分离得到心率信号和呼吸信号，获得心跳频率和呼吸频率，分别输出所述心跳频率与时间、所述呼吸频率与时间的关系。如此设置，通过原始深度图像分割处理与毫米波雷达探测技术相结合缩小了雷达的探测范围，提高了雷达探测和心跳频率测量的准确率。

技术领域

本发明涉及心率检测技术领域，更具体地说，涉及一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法。

背景技术

随着汽车的普及和广泛应用，人们越来越关注驾驶的安全性、智能化。目前，由于驾驶员疲劳状态下驾驶而导致的安全事故不在少数，驾驶员的驾驶状态可以根据其心率的变化来判断。因此，通过监测车内生命体的心率等特征可以减少疲劳驾驶等因素引起的安全事故；还可以通过心率检测来判断驾驶位是活体还是假体，起到防伪的作用。

现有技术中，心率检测多基于毫米波雷达这种单一的方式进行检测，由于心率的测量是基于心脏收缩和舒张的微小运动产生的距离差，进而转化来的相位变化，当人的身体出现大幅摆动时，将会对其准确性造成影响。另外，雷达的功率一定，搜索范围越大，探测的准确率越低，抗干扰能力也越弱，导致仅依靠毫米波雷达这种单一方式测得的心率值准确率偏低。

因此，如何解决现有技术中通过毫米波雷达这种单一方式测得的心率值准确率较低的问题，成为本领域技术人员所要解决的重要技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，解决现有技术中通过毫米波雷达这种单一方式测得的心率值准确率较低的问题。本发明提供的诸多技术方案中的优选技术方案所能产生的诸多技术效果详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供了一种基于深度相机和毫米波雷达的心率检测方法，包括以下步骤：

由深度相机获得人体的原始深度图像，并基于所述原始深度图像进行分割处理，得到人体的胸腔区域；

计算所述原始深度图像上处在所述胸腔区域内的像素值的平均值，以得到胸腔区域距离值；

雷达根据所述胸腔区域距离值确定生理信号距离范围，并获取所述生理信号距离范围内的胸腔振动信号，由所述胸腔振动信号分离得到心率信号和呼吸信号，获得心跳频率和呼吸频率，分别输出所述心跳频率与时间、所述呼吸频率与时间的关系。

优选地，所述分割处理包括：

对所述原始深度图像依次进行掩膜分割、连通域分析，确定出人体区域；

剔除掉所述人体区域的手臂部分、并在保留部分中确定出上半身区域；

在所述上半身区域中确定出所述胸腔区域。

优选地，所述连通域分析包括：基于所述掩膜分割后的图像，找到并标记出图像中的各个连通域，各个所述连通域中面积最大的为所述人体区域。

优选地，由所述人体区域得到头部宽度，与所述头部宽度的中心之间的水平距离等于所述头部宽度的1-1.2倍的两条竖直线为切割线，所述人体区域中位于所述切割线远离所述头部宽度的中心的一侧的部分为所述手臂部分。

优选地，用矩形框框出所述人体区域，所述人体区域的最大宽度和最大高度分别作为所述矩形框的长和宽，在与所述矩形框的上边缘距离为9-11个像素的高度范围内，选取最大的连通域作为头宽代表域，所述头宽代表域的最大长度为所述头部宽度。