[发明专利]睡眠质量监测方法、装置及系统

权利要求书

1.一种睡眠质量监测方法，其特征在于，包括：

向室内发射第一探测信号，并接收对应反射路径反射的第二探测信号，所述第一探测信号和第二探测信号为毫米波信号；

对所述第一探测信号和第二探测信号进行处理提取当前帧预定义目标区域的目标占用数据特征；

对于当前帧中存在目标占用的区域提取针对肢体活动程度的活动状态数据；

对于当前帧中肢体处于安静状态的目标提取生理状态数据；

根据多帧数据的目标占用数据特征、活动状态数据及生理状态数据对人体生命体征进行分析，完成对睡眠质量的监测。

2.如权利要求1所述的睡眠质量监测方法，其特征在于，对所述第一探测信号和第二探测信号进行处理提取当前帧预定义目标区域的目标占用数据特征中包括：

对所述第一探测信号和第二探测信号进行混频并转换为数字信号；

对转换得到的数字信号进行一维FFT处理，得到各个通道的一维距离像，生成雷达立方数据；

估计所述雷达立方数据中各距离单元的角度空间谱；

根据各距离单元的角度空间谱选定目标区域；

针对选定的目标区域计算目标占用数据特征，得到目标占用的特征向量；

使用预训练的分类器对得到的特征向量进行分类，判断当前帧中是否存在目标占用。

3.如权利要求2所述的睡眠质量监测方法，其特征在于，估计所述雷达立方数据中各距离单元的角度空间谱中，包括：

计算每个距离单元的空间协方差矩阵

其中，数据矩阵其中，x_n，k，p表示第n个距离单元、第k个多普勒单元、第p个天线单元的雷达立方数据，p＝1，2，...，N_a；N_c表示多普勒单元数量；

根据所述空间协方差矩阵进一步计算得到距离-方位谱P(n，θ)：

其中，f(·)表示空间谱算法，导向矢量λ表示第一探测信号/第二探测信号的波长，N_a表示第二探测信号接收端等效天线数目，θ表示目标方位角，d表示等效天线间距，n表示径向距离。

4.如权利要求2或3所述的睡眠质量监测方法，其特征在于，

所述根据各距离单元的角度空间谱选定目标区域中，将第l个目标区域Z_l定义为：

其中，r_n表示第n个距离单元的径向距离，表示径向距离左边界，表示径向距离右边界，θ_p表示第p个天线单元的目标方位角，表示目标方位角左边界，表示目标方位角右边界。

所述针对选定的目标区域计算目标占用数据特征，得到目标占用的特征向量中，所述目标占用数据特征包括：连续K帧预定义目标区域的平均功率、连续K帧预定义目标区域的功率比及预定义目标区域的功率相干系数。

5.如权利要求1或2或3所述的睡眠质量监测方法，其特征在于，所述对于当前帧中存在目标占用的区域提取针对肢体活动程度的活动状态数据中，包括：

计算当前帧中存在目标占用目标区域的相位信息；

计算所述相位信息与该区域前W帧相位信息的方差；

分别对所述相位信息及该区域前W帧相位信息进行FFT操作，并取模值；

将所述方差和模值分别与预设阈值进行比较；

当所述方差和模值均大于预设阈值，判断肢体处于活动状态，否则处于安静状态。

6.如权利要求3所述的睡眠质量监测方法，其特征在于，所述对于当前帧中肢体处于安静状态的目标提取生理状态数据中，包括：

寻找各目标区域对应距离-方位谱的最大值；

提取各距离-方位谱中最大值对应的多普勒相位，形成多普勒相位集合；

基于预先设定的带通滤波器于所述多普勒相位集合中提取呼吸频率信息及心率信息。