1.一种基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,包括以下步骤:
提供lfmcw雷达,所述lfmcw雷达能够进行检测信号的收发;
使用所述lfmcw雷达向目标物发送n个检测信号,并对应接收n个反射信号;
对各个反射信号和与各个反射信号对应的检测信号进行混频,获取n个中频信号,形成原始数据矩阵;
对所述原始数据矩阵进行傅里叶变换,获取距离矩阵;
获取所述目标物在所述距离矩阵中的下标;
根据所述目标物在所述距离矩阵中的下标,获取所述目标物的原始相位信号;
根据所述原始相位信号获取到所述目标物的微动信号;
从所述微动信号中筛选心跳信号,并进行心率估计。
2.根据权利要求1所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,构成n×m的原始数据矩阵m[nslow,mfast],其中nslow=1,2,……n,mfast=1,2,……m,其中m是对每个检测信号进行采样时的采样点数。
3.根据权利要求2所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,对所述原始数据矩阵进行快时间维度的傅里叶变换,得到所述距离矩阵rp[nslow,mfast]。
4.根据权利要求3所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,计算所述目标物的位置所在的检测信号在所述距离矩阵中的下标mpeople,所述目标物与所述lfmcw雷达之间的距离为
5.根据权利要求4所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,根据所述目标物在所述距离矩阵中的下标,获取所述目标物的原始相位信号时,所述原始相位信号为swrap(nslow)=rp[nslow,mpeople],为慢时间维度的相位。
6.根据权利要求5所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,在根据所述原始相位信号获取到所述目标物的微动信号前,还包括以下步骤:
对所述目标物的原始相位信号的相位跳变进行修正。
7.根据权利要求6所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,根据修正了相位跳变后的所述目标物的原始相位信号,获取所述微动信号。
8.根据权利要求7所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,所述修正了相位跳变后的所述目标物的原始相位信号为:
sunwrap(nslow)=unwrap(swrap(nslow));
所述微动信号为:
9.根据权利要求1所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,使用基于pe的meemd滤波器从所述微动信号中筛选获得心跳信号。
10.根据权利要求1所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,通过峰值检测算法获得心率估计值hr。
11.根据权利要求1所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,所述lfmcw雷达发送的检测信号为:
其中fc是中心频率,
12.根据权利要求11所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,经过距离为r(τ)的目标物反射后,所述lfmcw雷达接收到的反射信号为:
其中srx(t)为所述反射信号,σ表示所述反射信号的幅度,由反射物体的雷达散射截面和传播损耗共同决定;
将所述反射信号和检测信号进行混频,获取的所述中频信号为:
其中,sif(t)为所述中频信号,fif=4πγr(τ)/c与距离r(τ)成正比,且4πfcr(τ)/c为慢时间相位,
所述距离r(τ)满足:
13.根据权利要求1所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,对所述中频信号进行快时间维度的傅里叶变换,以获取距离频谱图,从而获取距离为r(τ)的目标物的原始相位信号。
14.根据权利要求9所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,使用基于pe的meemd滤波器从所述微动信号中筛选获得心跳信号时,包括以下步骤:
步骤1:在所述微动信号中添加零均值白噪声信号,获得第一信号和第二信号,所述第一信号为所述微动信号与所述零均值白噪声信号的和,所述第二信号为所述微动信号与所述零均值白噪声信号的差;
步骤2:分别对所述第一信号和第二信号进行经验模态分解,得到第m阶imf分量,分别为
步骤3:设置pe阈值thmeemd,计算平均第m阶imf分量im(t)的归一化排列熵
步骤4:若
步骤5:对所述微动信号进行经验模态分解,设置pe区间,且若所述的归一化排列熵位于所述pe区间内,则判断所述平均第m阶imf分量im(t)为心跳信号,否则判定为杂波。
15.根据权利要求14所述的基于lfmcw雷达的心率估计算法,其特征在于,所述pe阈值thmeemd为0.6,所述pe区间为[0.31,0.44]。