一种多目标定位和生命信号检测方法,使用超宽带雷达
Jingwen Zhang1, Qingjie Qi1, Huifeng Cheng1
1Emergency Research Institute, Chinese Institute of Coal Science CICS, Beijing 100013, China.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 14, 2023
概括
这项研究引入了一种先进的超宽带 (UWB) 雷达系统,用于在灾区检测多个幸存者. 这种新的方法准确地定位目标,并提取呼吸和心跳等生命体征,这对于救援行动至关重要.
科学领域:
- 工程 工程师 工程师 工程师
- 生物医学工程 生物医学工程
- 信号处理 信号处理
背景情况:
- 超宽带 (UWB) 雷达为灾难救援提供非接触式生命检测.
- 当前的多目标检测方法在准确性和同时提取生命体征方面存在困难.
- 需要改进UWB雷达技术来定位幸存者并监测他们的健康状况.
研究的目的:
- 提出一种新的UWB雷达方法,用于多目标定位和生命体征检测.
- 为了提高在复杂环境中识别和定位多个个体的准确性.
- 为了同时提取和分析个别目标的呼吸和心跳信息.
主要方法:
- 使用变 (PE) 和K-means++集群的目标识别和定位.
- 通过集体实证模式分解 (EEMD) 和波形分析 (WA) 来进行生命体征提取的自适应性无声化.
- 采用粒子群优化 (PSO) 和随机共振 (SR) 的心跳频率提取.
主要成果:
- 对于多目标定位,PE-K-means++方法实现了1.83%的平均相对误差.
- 通过EEMD-WA方法,重建的呼吸信号频率的平均相对误差为4.27%.
- 在PSO-SR方法中,心跳频率检测的平均相对误差为6.23%.
结论:
- 拟议的UWB雷达方法可以有效地识别和定位多个人类目标.
- 精确的生命体征 (呼吸和心跳) 被成功提取,为救援提供了关键信息.
- 这项技术为紧急救援系统提供了理论基础和技术支持.
