長春理工大學(xué)李興廣獲國家專利權(quán)
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龍圖騰網(wǎng)獲悉長春理工大學(xué)申請(qǐng)的專利基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法獲國家發(fā)明授權(quán)專利權(quán),本發(fā)明授權(quán)專利權(quán)由國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局授予,授權(quán)公告號(hào)為:CN120180309B 。
龍圖騰網(wǎng)通過國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局官網(wǎng)在2025-09-23發(fā)布的發(fā)明授權(quán)授權(quán)公告中獲悉:該發(fā)明授權(quán)的專利申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào)為:202510637165.8,技術(shù)領(lǐng)域涉及:G06F18/2431;該發(fā)明授權(quán)基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法是由李興廣;李巖;孟令莉;張睿哲;王亮;李洋設(shè)計(jì)研發(fā)完成,并于2025-05-19向國家知識(shí)產(chǎn)權(quán)局提交的專利申請(qǐng)。
本基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法在說明書摘要公布了:本發(fā)明提出基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法。本發(fā)明涉及睡眠監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域,毫米波雷達(dá)獲取睡眠行為中頻信號(hào),使用滑動(dòng)窗口法抑制背景雜波。對(duì)去除背景干擾后的中頻信號(hào)進(jìn)行快速傅里葉變換生成距離像,使用單元平均恒虛警率檢測(cè)算法實(shí)現(xiàn)目標(biāo)檢測(cè)和距離單元定位。在目標(biāo)所在的距離單元處,沿慢時(shí)間軸對(duì)距離像進(jìn)行自適應(yīng)同步壓縮變換,并根據(jù)主頻變化趨勢(shì)自適應(yīng)調(diào)整短時(shí)傅里葉變換的窗長,提高時(shí)頻能量聚集度,補(bǔ)償因距離和角度變化引起的信號(hào)衰減及頻移偏移。最后構(gòu)建級(jí)聯(lián)CNN?LSTM網(wǎng)絡(luò)模型,通過CNN提取空間特征,LSTM捕捉時(shí)序依賴關(guān)系,實(shí)現(xiàn)對(duì)不同距離和角度條件下睡眠行為的精準(zhǔn)識(shí)別。
本發(fā)明授權(quán)基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法在權(quán)利要求書中公布了:1.基于自適應(yīng)同步壓縮變換的毫米波雷達(dá)睡眠行為識(shí)別方法,其特征在于,包括以下步驟: 步驟1:初始化毫米波雷達(dá)系統(tǒng),設(shè)置雷達(dá)工作參數(shù),采集不同睡眠行為的中頻信號(hào),為后續(xù)行為識(shí)別提供數(shù)據(jù); 步驟2:采用滑動(dòng)窗口平均法對(duì)中頻信號(hào)進(jìn)行動(dòng)態(tài)背景雜波抑制,通過計(jì)算窗口內(nèi)的均值作為背景估計(jì),并進(jìn)行差分運(yùn)算去除靜態(tài)雜波,在保證微多普勒特征完整性的前提下提高雜波抑制率; 步驟3:隨后對(duì)濾波后的信號(hào)沿快時(shí)間軸進(jìn)行快速傅里葉變換,獲取距離像;根據(jù)距離像的頻譜均值設(shè)置全局檢測(cè)門限,使用單元平均恒虛警算法CA-CFAR判斷是否有目標(biāo)存在,在檢測(cè)到目標(biāo)后,通過搜索距離像的最大值位置,確定目標(biāo)所在的距離單元r; 步驟4:在目標(biāo)距離單元處,沿慢時(shí)間軸對(duì)距離像執(zhí)行自適應(yīng)同步壓縮變換ASST,得到多普勒特征增強(qiáng)的時(shí)頻表示; 4.1:獲取目標(biāo)所在距離單元r的慢時(shí)間維信號(hào)序列xrt,然后對(duì)信號(hào)xrt進(jìn)行傅里葉變換,得到頻率分布Xrf,其計(jì)算公式如下: 其中,t表示慢時(shí)間軸,通過分析頻譜Xrf的幅值分布,確定當(dāng)前信號(hào)的主頻fc; 4.2:根據(jù)信號(hào)主頻所處的頻段范圍,自適應(yīng)調(diào)整STFT中的窗函數(shù)長度;若信號(hào)主頻fc低于預(yù)設(shè)頻域閾值fth時(shí),采用長窗函數(shù)wlongt;反之,則采用短窗函數(shù)wshortt,使用所選窗函數(shù)對(duì)信號(hào)xrt執(zhí)行STFT運(yùn)算,其計(jì)算公式如下: 其中,Srt,ω為自適應(yīng)時(shí)頻分布,ωt為所選窗函數(shù),ω為角頻率; 4.3:進(jìn)一步對(duì)STFT結(jié)果Srt,ω進(jìn)行處理,計(jì)算其相位關(guān)于時(shí)間的導(dǎo)數(shù),以獲得瞬時(shí)頻率的估計(jì)值其計(jì)算公式如下: 其中argSrt,ω是STFT計(jì)算結(jié)果的相位值,根據(jù)估計(jì)的瞬時(shí)頻率,將STFT的能量|Srt,ω|2重新分配到估計(jì)的瞬時(shí)頻率位置,形成同步壓縮時(shí)頻表示Trt,ω,重分配過程可以表達(dá)為: 其中,δ·為狄拉克函數(shù);通過同步壓縮變換SST對(duì)能量重分配,得到壓縮后的時(shí)頻表示,增強(qiáng)目標(biāo)的微多普勒特征表達(dá); 步驟5:所述步驟3和步驟4構(gòu)成對(duì)單幀雷達(dá)信號(hào)的處理流程,對(duì)所采集的所有雷達(dá)數(shù)據(jù)幀依次重復(fù)執(zhí)行該處理流程,逐幀提取自適應(yīng)同步壓縮時(shí)頻表示按照時(shí)間順序?qū)⒏鲙臅r(shí)頻表示依次拼接,生成多普勒特征增強(qiáng)時(shí)頻圖EDTM; 步驟6:將EDTM輸入級(jí)聯(lián)CNN-LSTM網(wǎng)絡(luò),訓(xùn)練模型識(shí)別睡眠行為; 步驟7:使用訓(xùn)練好的模型,在驗(yàn)證集中識(shí)別五種睡眠行為,包括坐起、躺下、翻身、揮手和墜床。
如需購買、轉(zhuǎn)讓、實(shí)施、許可或投資類似專利技術(shù),可聯(lián)系本專利的申請(qǐng)人或?qū)@麢?quán)人長春理工大學(xué),其通訊地址為:130022 吉林省長春市朝陽區(qū)衛(wèi)星路7089號(hào);或者聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)官方客服,聯(lián)系龍圖騰網(wǎng)可撥打電話0551-65771310或微信搜索“龍圖騰網(wǎng)”。
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