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题名面向非稳态场景的生命体征监测优化方法
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作者
邱杰凡
徐一帆
徐瑞吉
周栋利
池凯凯
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机构
浙江工业大学计算机科学与技术学院
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出处
《计算机研究与发展》
EI
CSCD
北大核心
2024年第2期481-493,共13页
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基金
国家自然科学基金面上项目(62272414,61872322)
浙江省自然科学基金项目(LY20F020026)
浙江省教育厅科研项目(Y202147457)。
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文摘
使用基于调频连续波的毫米波雷达监测生命体征信息,具有无接触、隐私保护性好、高分辨率以及抗干扰性好等优势,逐渐成为研究热点.然而,目前研究者主要关注如何提高被测对象处于稳态(如静止)时的体征监测效果,但受制于肢体运动对雷达信号的干扰,使得该技术在非稳态场景中的应用受到限制.提出一种基于人体运动状态识别的非稳态场景体征监测方法,以best-effort方式实现了存在大幅度肢体动作的场景中对体征信息的监测,并且能够识别对应的动作类型.首先,根据运动特征计算出带有距离-主导速度信息的特征频谱图.其次,使用一种滑动窗口采样方法以采集连续样本.随后训练ResNet-18网络来识别运动状态以及分类运动类型.最后,基于运动状态分类结果,在运动间歇期提取信号的相位信息,采用变分模态分解算法进行呼吸速率和心率的提取.实验结果表明,训练后的网络可以精确地识别运动状态和运动类型,识别准确率接近97%,识别延迟小于1.1 s.对呼吸和心率的监测结果的平均绝对误差(MAD)下降到1.7 bpm和3.4 bpm.
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关键词
毫米波雷达
生命体征监测
运动状态识别
滑动窗口采样
残差网络
变分模态分解
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Keywords
millimeter-wave radar
vital signs detection
movement state recognition
slide windows sampling
residual network
variational mode decomposition
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分类号
TP212.6
[自动化与计算机技术—检测技术与自动化装置]
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