基于iForest與KDE的雷達目標最優距離門估計

汪新坤，曹 樂，闞 秀，張文艷

（上海工程技術大學 電子電氣工程學院，上海 201620）

0 引言

人體的生命體征主要有呼吸、心跳、血壓等信息參數，而呼吸和心跳是人體心肺功能正常與否的重要判斷依據。人體呼吸和心跳信號的傳統檢測主要依靠接觸式設備，例如心電圖和上臂充氣式脈搏測量。這些方法需要通過接觸式的傳感器與被試者接觸，對于皮膚燒傷的特殊病患或在地震廢墟特殊場合中，這些接觸式的檢測方法受到了限制。為了適應新的需求，基于毫米波雷達的非接觸式生命體征檢測在災難救援和醫療監護等領域有著廣闊的應用前景。生命體征檢測通常使用調頻連續波和超寬帶雷達，但該類型毫米波雷達功耗高、價格昂貴。為克服這些限制，本文采用脈沖相干毫米波雷達（pulse coherent radar）實現高精度、低成本生命體征檢測。

毫米波雷達在生命體征信號檢測過程中，需確定人體胸廓距離門信息，通過距離門提取包含心肺信號和雜波干擾的相位信號。在一般的雷達目標信號檢測中，通過均值濾波或動目標顯示（moving target indication, MTI）濾波器消除靜態雜波，并計算每個距離門所有脈沖的能量譜，采用能量最大原則確定目標距離門。文獻[7]采用主成分分析法（principal component analysis, PCA）提取主元特征向量序列曲線上峰值所對應的時延估計目標距離信息，實驗結果表明，該方法僅適用于靜息狀態下人體胸廓目標距離門估計。此外，由于胸廓微動和人體運動為低頻運動，MTI濾波會濾除靜止及慢速運動目標的雜波，導致在檢測時胸廓目標距離門信息變得模糊。……