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U-Sodar:基于超声波雷达的非接触生命体征检测技术
1
作者
黄帅铭
朱晓华
+2 位作者
王武斌
赵恒
洪弘
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025年第1期168-188,共21页
全球老龄化趋势日益加剧,健康生活理念深入人心,居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响,非接触式监测系统的需求量激增。然而,目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问题。...
全球老龄化趋势日益加剧,健康生活理念深入人心,居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响,非接触式监测系统的需求量激增。然而,目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问题。对此,该文提出一种基于超声波雷达的非接触式生命体征信号测量系统——USodar,包括一套基于3发4收MIMO架构的硬件和一套信号处理算法。其中U-Sodar本振采用分频技术,相位噪声低,检测精度高;接收机采用前端直接采样技术,在简化结构的同时有效减少外部噪声;发射采用可调PWM直接驱动,可发射多种超声波形,具备软件定义超声波系统特性。U-Sodar的信号处理算法采用信号弦长的图处理技术,利用图片滤波后重构的方法可在5 dB信噪比下实现信号相位的准确恢复。试验测试了U-Sodar系统的抗干扰性能与穿透性能,证明了超声穿透是依赖材料孔隙而非跨介质振动传导。并推导了给定信噪比与正确解调概率下的最小可测量位移。实际生命体征信号测量实验中,U-Sodar可分别在3.0 m和1.5 m距离内实现呼吸率和心率的准确测量,在1.0 m内可测得心跳波形。实验结果证明了U-Sodar超声波雷达在非接触式生命体征检测应用中的可行性及发展潜力。
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关键词
非接触
检测
生命体征信号检测
连续波雷达
超声波
U-Sodar
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职称材料
题名
U-Sodar:基于超声波雷达的非接触生命体征检测技术
1
作者
黄帅铭
朱晓华
王武斌
赵恒
洪弘
机构
南京理工大学
北方自动控制技术研究所
出处
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025年第1期168-188,共21页
基金
国家自然科学基金(62431013,62301255,62201259)
江苏省自然科学基金(BK20220942,BK20220940)
中央高校基本科研业务费专项资金(30923011026,30923011006)。
文摘
全球老龄化趋势日益加剧,健康生活理念深入人心,居民对居家健康监测的需求也随之而来。为了减少健康监测对日常活动的影响,非接触式监测系统的需求量激增。然而,目前主流的检测方法存在隐私信任度低、电磁兼容性差和制造成本高等问题。对此,该文提出一种基于超声波雷达的非接触式生命体征信号测量系统——USodar,包括一套基于3发4收MIMO架构的硬件和一套信号处理算法。其中U-Sodar本振采用分频技术,相位噪声低,检测精度高;接收机采用前端直接采样技术,在简化结构的同时有效减少外部噪声;发射采用可调PWM直接驱动,可发射多种超声波形,具备软件定义超声波系统特性。U-Sodar的信号处理算法采用信号弦长的图处理技术,利用图片滤波后重构的方法可在5 dB信噪比下实现信号相位的准确恢复。试验测试了U-Sodar系统的抗干扰性能与穿透性能,证明了超声穿透是依赖材料孔隙而非跨介质振动传导。并推导了给定信噪比与正确解调概率下的最小可测量位移。实际生命体征信号测量实验中,U-Sodar可分别在3.0 m和1.5 m距离内实现呼吸率和心率的准确测量,在1.0 m内可测得心跳波形。实验结果证明了U-Sodar超声波雷达在非接触式生命体征检测应用中的可行性及发展潜力。
关键词
非接触
检测
生命体征信号检测
连续波雷达
超声波
U-Sodar
Keywords
Non-contact detection
Vital signals detection
CW radar
Ultrasound
U-Sodar
分类号
TN957 [电子电信—信号与信息处理]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
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1
U-Sodar:基于超声波雷达的非接触生命体征检测技术
黄帅铭
朱晓华
王武斌
赵恒
洪弘
《雷达学报(中英文)》
北大核心
2025
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