本发明涉及生理信号处理领域，特别是一种基于毫米波雷达的人体存在感知方法、人体存在感知装置以及一种人体监测设备。
背景技术：
1、传统的人体检测原理可以简单概括为人体运动时产生的信号变化程度大于没有人体存在时的信号变化程度。但是在一些情况下，人体没有较大的动作，或者环境中的噪声大于人体产生的动作时，就容易发生误报。
2、目前已有使用毫米波雷达，高精度检测区域中人体是否存在的技术方案，但是目前的技术方案在回波信号较弱，例如：人体相对比较静止时：睡眠或不自觉地屏住呼吸，或者侧对或背对传感器，甚至被遮挡的情况下，以及环境噪声较大，例如：楼宇或安装传感器的墙体振动的情况下，其检测精度不高，容易出现误判，并不能很好的进行人体存在感知。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本发明提出了一种基于毫米波雷达的人体存在感知方法、人体存在感知装置以及一种人体监测设备。
2、本发明实施例提供了一种基于毫米波雷达的人体存在感知方法，所述人体存在感知方法包括：
3、对接收到中频信号进行频谱分析，确定检测区域中是否有人体在走动；
4、若有人体在走动，则对频谱进行去除静态分量处理，确定人体的位置和状态信息；
5、若没有人体在走动，则利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，得到多个时间点对应的呼吸波信号；
6、对所述呼吸波信号采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值；
7、在所述周期性强度不小于所述预设阈值时，确定当前时间段内存在人体且人体未走动；
8、在所述周期性强度小于预设阈值时，确定当前时间段内不存在人体。
9、可选地，利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，得到多个时间点对应的呼吸波信号，包括：
10、步骤s1：对每个天线接收到的中频信号对应的频谱进行变换处理，得到每个天线对应的弧线；
11、步骤s2：对每个天线对应的弧线进行基本圆拟合，得到每个弧线各自对应的第一相位；
12、步骤s3：基于合并圆拟合方式，结合所述第一相位，将所有弧线统一到一个目标圆上，得到每个弧线的第二相位；
13、步骤s4：将每个第二相位作为对每个弧线进行基本圆拟合的新输入，迭代执行步骤s2～步骤s3，直至每个弧线各自对应的当前拟合半径的相对变化量小于预设值，迭代停止；
14、步骤s5：基于迭代停止时得到的当前拟合圆心，对每个弧线与所述当前拟合圆心进行求差运算，得到多个差值弧线，一个差值弧线对应一个时间段的呼吸波信号。
15、可选地，对每个天线对应的弧线进行基本圆拟合，得到每个弧线各自对应的第一相位，包括：
16、以每个弧线各自的初始相位作为输入，对每个弧线采用最小二乘法得到各自对应的初始拟合圆心与初始拟合半径；
17、将每个弧线相位平移减去各自的初始拟合圆心，得到每个弧线各自对应的第一相位。
18、可选地，基于合并圆拟合方式，结合所述第一相位，将所有弧线统一到一个目标圆上，得到每个弧线的第二相位，包括：
19、基于所述目标圆的圆心，结合拟合公式进行运算，得到每个弧线各自进行缩放或者平移的参数，所述拟合公式中包含所述第一相位；
20、根据每个弧线各自的缩放参数或者平移参数，得到每个弧线的第二相位，且将所有弧线统一到所述目标圆上。
21、可选地，所述预设值为0.01。
22、可选地，中频信号对应的频谱利用正弦信号表示，则对每个天线接收到的中频信号对应的频谱，利用正弦信号在iq域形成以坐标原点为中心的弧形轨迹实现变换，得到每个天线对应的弧线。
23、可选地，对所述呼吸波信号采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值，包括：
24、对多个时间点对应的呼吸波信号采用自相关分析，得到自相关序列，所述自相关序列表征呼吸波与其自身在不同时间点的互相关联度；
25、计算所述自相关序列的绝对值平均值，作为所述周期性强度，并判断所述周期性强度是否小于所述预设阈值。
26、可选地，所述预设阈值的取值依据为：
27、获取第一计算值，所述第一计算值为无人环境时中频信号对应的自相关序列的绝对值平均值；
28、获取第二计算值，所述第二计算值为人体未走动时中频信号对应的自相关序列的绝对值平均值；
29、对所述第一计算值和所述第二计算值进行求平均运算，得到的平均值作为所述预设阈值。
30、本发明实施例提供了一种基于毫米波雷达的人体存在感知装置，所述人体存在感知装置包括：
31、频谱分析模块，用于对接收到中频信号进行频谱分析，确定检测区域中是否有人体在走动；
32、位置和状态模块，用于若有人体在走动，则对频谱进行去除静态分量处理，确定人体的位置和状态信息；
33、相位提取模块，用于若没有人体在走动，则利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，得到多个时间点对应的呼吸波信号；
34、判断周期性强度模块，用于对所述呼吸波信号采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值；
35、第一确定模块，用于在所述周期性强度不小于所述预设阈值时，确定当前时间段内存在人体且人体未走动；
36、第二确定模块，用于在所述周期性强度小于预设阈值时，确定当前时间段内不存在人体。
37、可选地，所述相位提取模块530具体用于：
38、步骤s1：对每个天线接收到的中频信号对应的频谱进行变换处理，得到每个天线对应的弧线；其中，中频信号对应的频谱利用正弦信号表示，则对每个天线接收到的中频信号对应的频谱，利用正弦信号在iq域形成以坐标原点为中心的弧形轨迹实现变换，得到每个天线对应的弧线。
39、步骤s2：对每个天线对应的弧线进行基本圆拟合，得到每个弧线各自对应的第一相位；
40、步骤s3：基于合并圆拟合方式，结合所述第一相位，将所有弧线统一到一个目标圆上，得到每个弧线的第二相位；
41、步骤s4：将每个第二相位作为对每个弧线进行基本圆拟合的新输入，迭代执行步骤s2～步骤s3，直至每个弧线各自对应的当前拟合半径的相对变化量小于预设值，迭代停止；
42、步骤s5：基于迭代停止时得到的当前拟合圆心，对每个弧线与所述当前拟合圆心进行求差运算，得到多个差值弧线，一个差值弧线对应一个时间段的呼吸波信号。
43、可选地，所述相位提取模块530还具体用于：
44、以每个弧线各自的初始相位作为输入，对每个弧线采用最小二乘法得到各自对应的初始拟合圆心与初始拟合半径；
45、将每个弧线相位平移减去各自的初始拟合圆心，得到每个弧线各自对应的第一相位。
46、可选地，所述相位提取模块530还具体用于：
47、基于所述目标圆的圆心，结合拟合公式进行运算，得到每个弧线各自进行缩放或者平移的参数，所述拟合公式中包含所述第一相位；
48、根据每个弧线各自的缩放参数或者平移参数，得到每个弧线的第二相位，且将所有弧线统一到所述目标圆上，其中，所述预设值为0.01。
49、可选地，所述判断周期性强度模块540具体用于：
50、对多个时间点对应的呼吸波信号采用自相关分析，得到自相关序列，所述自相关序列表征呼吸波与其自身在不同时间点的互相关联度；
51、计算所述自相关序列的绝对值平均值，作为所述周期性强度，并判断所述周期性强度是否小于所述预设阈值；
52、其中，所述预设阈值的取值依据为：
53、获取第一计算值，所述第一计算值为无人环境时中频信号对应的自相关序列的绝对值平均值；
54、获取第二计算值，所述第二计算值为人体未走动时中频信号对应的自相关序列的绝对值平均值；
55、对所述第一计算值和所述第二计算值进行求平均运算，得到的平均值作为所述预设阈值。
56、本发明实施例还提供了一种人体监测设备，包括：毫米波雷达、处理器；
57、所述毫米波雷达用于向检测区域发射毫米波信号，且接收所述检测区域对所述毫米波信号反射回来的中频率信号，以及将所述中频率信号发送至所述处理器；
58、所述处理器用于执行如上中任一所述的基于毫米波雷达的人体存在感知方法对所述检测区域中的人体进行检测。
59、本发明提供的基于毫米波雷达的人体存在感知方法，首先对接收到中频信号进行频谱分析，确定检测区域中是否有人体在走动；若有人体在走动，则直接对频谱进行去除静态分量处理，即可确定人体的位置和状态信息；若没有人体在走动，则表明当前时间可能没人，也可能有人，但人体是静止状态或者是信号被遮挡等情况，此时利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，得到多个时间点对应的呼吸波信号。
60、对呼吸波信号采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值；在周期性强度不小于预设阈值时，确定当前时间段内存在人体且人体未走动；在周期性强度小于预设阈值时，确定当前时间段内不存在人体。
61、本发明针对目前技术方案回波信号较弱，检测精度不高，容易出现误判的问题，进一步优化对回波信号的分析，利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，可以得到多个时间点对应的呼吸波信号，再进一步采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值，从而精准确定呼吸波信号是否存在。解决了检测精度不高，容易出现误判的问题，极好的实现了人体存在感知。
62、并且由于没有摄像头等对人像进行采集可能侵犯隐私的问题，所以本发明可以很好的应用在健康、医疗等领域，例如在养老院或病房中，可以精准监测老人或患者是否在房间内或是否在床，用于保障人身安全，及时发现异常情况，提高院方的服务质量。并且还可以根据人体存在情况来管理灯光、供暖和空调等其它智能设备，确保在该区域无人居住时不会浪费能源，可以应用在办公室，酒店以及家庭中等等。
63、此外，由于相较于现有技术，具有更精准的呼吸波信号检测，对于较弱的回波信号也能精确检测，因此在安防领域有极高的应用度，可以检测重要保护区域内是否有人员入侵，保障资产、人身等的安全性。
1.一种基于毫米波雷达的人体存在感知方法，其特征在于，所述人体存在感知方法包括：
2.根据权利要求1所述的人体存在感知方法，其特征在于，利用改进型圆拟合算法对频谱进行相位提取，得到多个时间点对应的呼吸波信号，包括：
3.根据权利要求2所述的人体存在感知方法，其特征在于，对每个天线对应的弧线进行基本圆拟合，得到每个弧线各自对应的第一相位，包括：
4.根据权利要求2所述的人体存在感知方法，其特征在于，基于合并圆拟合方式，结合所述第一相位，将所有弧线统一到一个目标圆上，得到每个弧线的第二相位，包括：
5.根据权利要求2所述的人体存在感知方法，其特征在于，所述预设值为0.01。
6.根据权利要求2所述的人体存在感知方法，其特征在于，中频信号对应的频谱利用正弦信号表示，则对每个天线接收到的中频信号对应的频谱，利用正弦信号在iq域形成以坐标原点为中心的弧形轨迹实现变换，得到每个天线对应的弧线。
7.根据权利要求1所述的人体存在感知方法，其特征在于，对所述呼吸波信号采用自相关分析，判断呼吸波的周期性强度是否小于预设阈值，包括：
8.根据权利要求1所述的人体存在感知方法，其特征在于，所述预设阈值的取值依据为：
9.一种基于毫米波雷达的人体存在感知装置，其特征在于，所述人体存在感知装置包括：
10.一种人体监测设备，其特征在于，包括：毫米波雷达、处理器；
