非接触生命参数检测系统动-静目标的识别技术

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1、非接触生命参数检测系统动/静目标的识别技术【关键词】快速傅里叶变换Technologyformotional/motionlessobjectrecognitioninnoncontactlifeparameterdetectingsystem　　【Abstract】AIM:Tooffermoreobjectinformationtotherescueteambyrecognizingthemotional/motionlessstateofanobjectinthedetectingrangeofanonc

2、ontactlifeparameterdetectingsystem.METHODS:Afterextractingtherespirationsignalsandthebodysignals,ainenergyofthesignalsethodbasedonFastFourierTransform(FFT).RESULTS:Inhumandetectingexperimentof20cmand30cmthickotional/motionlessstateofanobject.CONCLUSION:This

3、methodcanbeusedbynoncontactlifeparameterdetectingsystemindifferentdetectingconditionsandcanrapidlyrecognizethemotional/motionlessstateofanobject,thusenhancingthefunctionofthesystem.　　【Key;energyratio;threshold;Delphi　　【摘要】目的：识别非接触生命参数检测系统探测范围内目标的运动/静止状态，为探测

4、人员提供更加丰富的目标信息.方法：提取系统检测到的呼吸路信号和体动路信号，选取最优的数据长度分别进行快速傅里叶变换（FFT），对变换后两路信号的频域能量分析比较，参照设定的阈值进行识别.结果：20cm和30cm穿墙探人实验表明，在系统的探测范围内，目标的运动/静止壮态与呼吸路信号和体动路信号的频域能量比有着良好的相关性.结论：本方法适用于不同的探测环境中的非接触生命参数检测系统，能够迅速对目标的运动/静止状态进行识别，增强了此系统的使用功能.　　【关键词】目标识别；快速傅里叶变换；能量比；阈值；Delphi　

5、　0引言　　非接触生命参数检测系统是利用非接触检测技术［1-3］，通过对雷达技术、电子技术及计算机技术综合运用,从携有微弱人体生命体征(呼吸、体动等)的雷达回波信号中检测出人体生命参数［4］.利用这种技术，可以实现对人体呼吸、体动进行非接触的探测，而且还可以穿透一定的介质（砖墙或废墟），间隔一定的距离探测人体的生命特征［5］.目前，非接触生命参数检测系统只能探测有/无生命体信息，在实际应用中，为进一步了解生命体的状态，（静止或移动），本研究提出了动（躯体运动）/静（平静呼吸）目标识别技术，通过对检测到的信号频

6、域能量分析比较，以判定目标的运动/静止.　　1设计思路　　非接触生命参数检测系统的信号经预处理［6］，输出分：呼吸路和体动路两路信号.通过对目标处于运动和静止两种状态时的体动路信号进行时域和频域分析，当人体目标处于运动状态时，反射回来的雷达波所携带的体动路信息能量大于目标处于静止状态时的体动路信息能量(Fig1).如果我们设置了适当的能量阈值，那么当能量大于该阈值时，就可以判断此时的目标处于运动状态；反之，则处于静止状态.由于探测环境复杂，目标的不同距离，穿透介质的不同类型和厚度，都将影响雷达的回波能量，因此

7、阈值的设置就成关键，为此我们拟采用能量比的方法，结合大量试验结果，设置适宜的阈值.　　2算法设计　　2.1关键算法实现　　2.1.1数据长度数据长度的选取关系到系统识别速度.目标的走动和身体的晃动多表现为瞬时的运动信号，所以数据长度不宜太长；数据长度太短提供的信息量过少，易造成系统的误判，因此数据长度的长短直接影响到识别效果.通过实验发现，采用5s以上的数据作为数据长度，由于数据长度过长，系统识别的速度也因之较长（大于5s），无法实现瞬间判别.采用3s的数据则可以克服这一缺点，同时也能够作出准确识别，系统的识

8、别速度为3～4s，满足实际需要.因此，当采样频率为fS时，数据长度为3×fS，以此数据长度分别对呼吸路和体动路信号作FFT，得出两路信号的频谱图.　　2.1.2有效频率范围非接触生命参数检测系统中有确定的频率范围（fLffH）,呼吸路信号和体动路信号包含低频成分，尤其是呼吸路信号接近于直流分量，直流分量的存在对频谱分析带来很大影响（主要影响下面描述的模的最大值），因此必须去除频谱中的直流分量.去除直