[发明专利]基于毫米波雷达的身份识别方法和系统

说明书

本发明提出的基于毫米波雷达的身份认证识别方法及系统，包括：利用毫米波雷达采集多条不同用户的雷达回波数据；将所采集到的雷达回波数据通过预处理的方式分解出雷达心脏机械活动波形数据RCG；对所述雷达心脏机械活动波形数据RCG进行心率估计和心拍定位；根据定位出的心拍位置，进行心拍切割和心拍对齐，最终生成当前用户的心拍模板；对所述当前用户心拍模板进行归一化处理；将所述当前用户归一化心拍模板与模板库中模板进行匹配和识别。本发明通过利用用户心拍模板的唯一性和难以仿制的特性，可实现非接触、安全系数高的身份识别。

【技术领域】

本发明涉及模式识别技术领域领域，更具体地，涉及一种基于毫米波雷达的身份识别方法和系统。

【背景技术】

身份识别在安防监控、金融安全等信息安全领域有着巨大的应用前景，然而传统的身份识别方式存在易丢失、易被伪造的问题，如密码、令牌、指纹、人脸、语音等。生物识别技术利用人体固有生理信号难以复制这一特性，成为广受关注的新型身份识别方式。心跳引起的胸腔振动信号(心脏机械活动信号)是一种医学生理信号，心跳的模式取决于心脏的生物学特征和几何结构，存在很强的个体差异性，满足身份识别的必要特性，其次，心脏机械活动信号的监测具有活体检测的属性，可有效避免指模、照片、3D打印技术等仿制问题。

毫米波雷达可以通过监测心脏运动导致的胸腔微动，从而监测心脏的机械活动。通过心脏机械活动波形可以观察到一个完整的心跳运动周期由等容收缩(IC)、二尖瓣关闭(MC)、主动脉瓣打开(AO)、等容舒张(IM)、主动脉瓣关闭(AC)、二尖瓣打开(MO)和舒张期快速充盈(RF)七个阶段组成。一个心跳周期内的胸腔振动模式因心脏的生物学特征和几何结构存在显著差异，可以作为监测对象的独特身份特征，且难以被窃取和仿制。此外，相较于现有的指纹、心电、心音等身份认证模式，基于毫米波雷达监测心脏机械活动的身份识别过程，具有无接触、远距离、环境噪声影响小的特点。中国专利CN108647961A公开了一种基于心电信号身份认证的数字货币钱包。包括心电锁硬件和心电锁钱包APP。用户开启心电锁钱包APP，则自动唤醒心电锁硬件，心电锁硬件采集用户心电信号，对其进行特征提取，并基于所提取的特征进行心电身份识别。其中，用户在操作期间需始终佩戴心电锁硬件用于心电信号的采集，所述心电锁硬件为心电锁手环，采用光电连续式心电传感器进行原始心电信号的采集。所述心电信号的特征为心拍的QRS波持续时间、R-R间隔和平均R-R间隔。中国专利CN101421744B公开了一种电-生物身份识别方法和设备。包括两个生物签名，第一个生物签名为特定个体心跳图形的表现与所存储的多个个体的心跳图形的共有特征之间的差异；第二个生物签名为所选个体心跳图形的表现与所存储的多个个体的心跳图形的共有特征之间的差异，其中，所述心跳图形为心电信号(ECG信号)波形。所述的ECG信号的采集方式为电极放置于用户固定的采集部位进行信号获取，这些部位包括臂和腿(包括手指和脚趾)，用户在使用过程中左手的手指触摸第一传感器，同时右手的手指触摸另一个传感器，触摸的接触物通常为金属等导电介质。但是，CN101421744B需要采用电极贴片采集特定部位的电生理信号，CN108647961A需采用心电锁手环进行接触式的心电信号采集，用户使用心电锁钱包APP时，需始终佩戴信号采集设备，这种接触式的设备并不适用于存在皮肤受损、传染性疾病或其他不宜佩戴信号采集设备的用户。其次，现有技术CN108647961A所述采集的心电信号特征为QRS波持续时间、R-R间隔和平均R-R间隔，所述关于持续时间的特征受用户当时的运动状态、心率、紧张情绪、服用药物的影响，会存在较大的波动，最终导致用户因运动、紧张情绪、服用药物等被拒绝使用心电锁钱包APP。

可见，现有技术的上述方案中，存在用于身份识别的生物特征易被窃取、伪造、难以无接触式获取的问题。

【发明内容】

为了克服上述现有技术的不足，利用心脏机械运动模式的唯一性和难以伪造的特点，本发明提供一种基于毫米波雷达的身份识别方法和系统。

一方面，本发明提出了一种基于毫米波雷达的身份识别方法，包括：

步骤1：利用毫米波雷达采集多条不同用户的雷达回波数据；