Шевгунов Т.Я. «Алгоритм обнаружения неподвижного человека на основе циклических признаков сигналов дыхания» Радиотехника, 89, № 1, с. 58-71 (2025)

Постановка проблемы. Бесконтактное выявление признаков жизненной активности человека – актуальное направление исследований, формирующее научный задел для решения задачи достоверного обнаружения человека и предварительной оценки его физического состояния. Своевременность обнаружения остающихся неподвижными в течение длительного времени людей особенно важна в тех случаях, когда необходимо принятие решений о проведении или отказе от проведения активных спасательных мероприятий в тех случаях, когда существует возможность того, что после природных или техногенных катастроф живые люди, неподвижные или зафиксированные внешними объектами, остаются заблокированными в полостях, образованных из обвалившихся и поврежденных панелей, использованных при возведении зданий и сооружений. Анализ признаков жизненной активности человека показал, что наибольшей мощностью обладает сигнал, порождаемый процессом дыхания, при котором происходят квазипериодические перемещения грудной стенки в силу ритмического изменения объема легких. Этот процесс в принятом радилокационном отклике проявляется в виде случайного сигнала, для описания свойств которого можно использовать модель циклостационарного случайного процесса. Цель. Разработать алгоритм обнаружения признаков жизненной активности неподвижного человека в форме алгоритма цифровой обработки вторичных радиолокационных сигналов на основе выявления характерных циклических частот в оценках спектральных корреляционных функций. Результаты. Представлен алгоритм обработки вторичных радиолокационных сигналов для выявления характерных циклических частот специфичных для сигналов дыхания неподвижного человека. Показано, что основная процедура разработанного алгоритма состоит в последовательной обработке сигналов, содержащихся в строках дальности радиолокационного кадра, и включает в себя предварительную обработку для удаления низкочастотного смещения и высокочастотного шума, формирование оценки спектральной корреляционной функции и вычисление на ее основе псевдомощности, а также отбор циклических частот, превышающих переменный порог. Продемонстрирована работа алгоритма с применением данных, полученных с использованием радиолокационной системы, излучающей сигналы со ступенчатой частотной модуляцией. Практическая значимость. Предложенный алгоритм может быть использован при разработке новых и модернизации существующих технических решений, таких как комплексы бесконтактного мониторинга здоровья и безопасности объектов, узкоспециализированные решения, предназначенные для обнаружения выживших в завалах или для помощи людям с ограниченными возможностями.