基于微多普勒的生命特征檢測(cè)與提取方法研究
發(fā)布時(shí)間:2023-10-03 18:46
利用毫米波雷達(dá)進(jìn)行生命體征檢測(cè),提取人的呼吸和心跳信號(hào)特征,可以隔著衣服,墻壁,棉被等阻礙,并且不需要直接接觸人體就可以非接觸式的檢測(cè)到生命體征,可以隨時(shí)監(jiān)測(cè)生命體的健康狀況,保證人體安全。但同時(shí),這種方法也存在一定的局限性。這種方法雖然能夠去除自由空間內(nèi)其他物體,或者人體自身抖動(dòng)的干擾,但是呼吸諧波的存在同樣會(huì)干擾測(cè)試結(jié)果。因此針對(duì)呼吸和心跳信號(hào)的提取問(wèn)題,合適并且恰當(dāng)?shù)男盘?hào)處理算法選擇就顯得尤為重要,一直都是研究的熱點(diǎn)。主要做了以下工作:首先,針對(duì)傳統(tǒng)的人體呼吸心跳模型,結(jié)合心電圖,建立改進(jìn)的人體目標(biāo)心跳呼吸模型。然后確立人體的雷達(dá)回波仿真信號(hào),采用經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,補(bǔ)充的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,自適應(yīng)加噪的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解,改進(jìn)的集合經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解五種模態(tài)分解方法對(duì)人體生命信號(hào)進(jìn)行分解,并確定最優(yōu)的分解方法為MEEMD。其次,為了準(zhǔn)確提取人體生命體征信號(hào),提出一種基于MEEMD和全相位頻譜分析(All-phase FFT,ap FFT)的人體生命體征信號(hào)的檢測(cè)提取方法。該方法首先對(duì)獲得的雷達(dá)回波信號(hào)執(zhí)行MEEMD分解,并得到多個(gè)IMF固有模態(tài)函數(shù),接著使用ap FFT頻譜分...
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷程
1.2.1 微多普勒國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 生命特征檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 存在的主要問(wèn)題
1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)
1.4.3 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
1.5 論文的主要工作與章節(jié)安排
第2章 生命特征提取理論基礎(chǔ)
2.1 毫米波雷達(dá)原理
2.1.1 FMCW雷達(dá)原理
2.1.2 二維FFT原理
2.1.3 雷達(dá)檢測(cè)生命特征原理
2.2 毫米波雷達(dá)模塊
2.2.1 雷達(dá)模塊構(gòu)成
2.2.2 接收機(jī)的比較與選擇
2.2.3 接收方式的比較與選擇
2.3 全相位頻譜分析理論
2.3.1 全相位FFT算法
2.3.2 全相位FFT與傳統(tǒng)FFT的比較
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于模態(tài)分解方法的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.1 生命回波信號(hào)模型
3.2 生命回波信號(hào)改進(jìn)模型
3.3 生命回波仿真過(guò)程
3.4 基于EMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.4.1 EMD算法過(guò)程
3.4.2 EMD分解人體回波結(jié)果分析
3.5 基于EEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.5.1 EEMD算法過(guò)程
3.5.2 EEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.6 基于CEEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.6.1 CEEMD算法過(guò)程
3.6.2 CEEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.7 基于CEEMDAN的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.7.1 CEEMDAN算法過(guò)程
3.7.2 CEEMDAN分解人體回波結(jié)果分析
3.8 基于MEEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.8.1 MEEMD算法過(guò)程
3.8.2 MEEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.9 性能比較
3.10 本章小結(jié)
第4章 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取分析
4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集
4.1.1 雷達(dá)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)備
4.1.2 雷達(dá)回波信號(hào)特征
4.1.3 雷達(dá)回波分析
4.2 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取算法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 雷達(dá)生命信號(hào)提取
4.3.2 呼吸、心跳信號(hào)提取
4.4 性能分析
4.4.1 信噪比比較
4.4.2 檢測(cè)誤差和平均誤差
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
本文編號(hào):3850438
【文章頁(yè)數(shù)】:68 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
引言
第1章 緒論
1.1 課題研究背景與意義
1.2 國(guó)內(nèi)外研究歷程
1.2.1 微多普勒國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.2.2 生命特征檢測(cè)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
1.3 存在的主要問(wèn)題
1.4 研究?jī)?nèi)容與技術(shù)路線(xiàn)
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 技術(shù)路線(xiàn)
1.4.3 技術(shù)特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)
1.5 論文的主要工作與章節(jié)安排
第2章 生命特征提取理論基礎(chǔ)
2.1 毫米波雷達(dá)原理
2.1.1 FMCW雷達(dá)原理
2.1.2 二維FFT原理
2.1.3 雷達(dá)檢測(cè)生命特征原理
2.2 毫米波雷達(dá)模塊
2.2.1 雷達(dá)模塊構(gòu)成
2.2.2 接收機(jī)的比較與選擇
2.2.3 接收方式的比較與選擇
2.3 全相位頻譜分析理論
2.3.1 全相位FFT算法
2.3.2 全相位FFT與傳統(tǒng)FFT的比較
2.4 本章小結(jié)
第3章 基于模態(tài)分解方法的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.1 生命回波信號(hào)模型
3.2 生命回波信號(hào)改進(jìn)模型
3.3 生命回波仿真過(guò)程
3.4 基于EMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.4.1 EMD算法過(guò)程
3.4.2 EMD分解人體回波結(jié)果分析
3.5 基于EEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.5.1 EEMD算法過(guò)程
3.5.2 EEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.6 基于CEEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.6.1 CEEMD算法過(guò)程
3.6.2 CEEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.7 基于CEEMDAN的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.7.1 CEEMDAN算法過(guò)程
3.7.2 CEEMDAN分解人體回波結(jié)果分析
3.8 基于MEEMD的人體回波仿真實(shí)驗(yàn)
3.8.1 MEEMD算法過(guò)程
3.8.2 MEEMD分解人體回波結(jié)果分析
3.9 性能比較
3.10 本章小結(jié)
第4章 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取分析
4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的采集
4.1.1 雷達(dá)參數(shù)、實(shí)驗(yàn)環(huán)境設(shè)備
4.1.2 雷達(dá)回波信號(hào)特征
4.1.3 雷達(dá)回波分析
4.2 基于MEEMD和 ap FFT的生命特征提取算法
4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果
4.3.1 雷達(dá)生命信號(hào)提取
4.3.2 呼吸、心跳信號(hào)提取
4.4 性能分析
4.4.1 信噪比比較
4.4.2 檢測(cè)誤差和平均誤差
4.5 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
導(dǎo)師簡(jiǎn)介
作者簡(jiǎn)介
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集
本文編號(hào):3850438
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