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FMCW 레이더 기반 호흡수 추정 장치에서 수행되는 호흡수 추정 방법에 있어서,상기 FMCW 레이더를 통해 송출된 후 타겟으로부터 반사된 신호를 시간에 따라 수신하는 단계;상기 FMCW 레이더로부터 수신된 신호를 1차 이산 푸리에 변환 후 다시 2차 이산 푸리에 변환하여 거리와 속도에 따른 도플러 크기 데이터를 획득하는 단계;상기 FMCW 레이더의 측정 속도 범위 이내의 각각의 속도 별로 해당 속도 성분에서 관측된 거리별 도플러 크기의 절대치들의 합을 연산하는 단계;상기 속도 별로 구해진 거리별 도플러 크기의 절대치들의 합을 평균하여 해당 시간에서의 타겟의 속도 값을 도출하는 단계; 및시간에 따른 속도 데이터에 대해 매시간 별로 윈도우를 적용하여 상기 윈도우 내에 분석되는 주파수 성분으로부터 상기 타겟의 호흡수를 시간 별로 추정하는 단계를 포함하는 호흡수 추정 방법
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청구항 1에 있어서,상기 도플러 크기 데이터를 획득하는 단계는,상기 FMCW 레이더의 송신 신호와 수신 신호의 결합 신호에 저대역 필터를 적용하여 생성되는 중간 주파수 신호에 상기 1차 및 2차 이산 푸리에 변환을 적용하여 상기 도플러 크기 데이터를 획득하는 호흡수 추정 방법
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청구항 1에 있어서,상기 타겟의 속도 값을 도출하는 단계는,아래의 수학식을 이용하여 해당 시간 t에서의 상기 타겟의 속도 값 Dv(t)을 도출하는 호흡수 추정 방법:여기서, Nchirp는 처프의 수, v0는 상기 측정 속도 범위 이내에 해당하는 각각의 속도 성분, D(t,v0)는 해당 속도 성분 v0에서 구해진 시간 t에서의 거리별 도플러 크기의 절대치의 합을 나타낸다
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청구항 3에 있어서,상기 D(t,v0)는 아래의 수학식으로 정의되는 호흡수 추정 방법:여기서, Z(t,rk,v0)는 해당 속도 성분 v0에서 관측된 거리별 도플러 크기, rk는 측정 거리 범위 내에 해당한 각각의 거리 성분을 나타낸다
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청구항 1에 있어서,상기 호흡수를 추정하는 단계는,현재 시점(t)에서 적용한 윈도우 상의 데이터를 고속 푸리에 변환하여 검출한 복수의 피크 주파수를 이전 시점(t-1)에서의 윈도우로부터 결정된 추적 주파수 값과 개별 비교한 후에 주파수 편차가 최소인 피크 주파수를 현재 시점(t)에서의 추적 주파수 값으로 결정하는 단계; 및 상기 결정된 추적 주파수 값을 통해 현재 시점(t)에서의 분당 호흡수(Respiratory Rate, RR)을 결정하는 단계를 포함하는 호흡수 추정 방법
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청구항 5에 있어서,상기 분당 호흡수를 추정하는 단계는,상기 현재 시점(t)에서 결정된 추적 주파수 값을 아래 수학식에 적용하여 현재 시점(t)에서의 타겟의 분당 호흡수(RR)를 연산하는 호흡수 추정 방법:여기서, 는 현재 시점(t)에서 결정된 추적 주파수 값을 나타낸다
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FMCW 레이더 기반 호흡수 추정 장치에 있어서,상기 FMCW 레이더를 통해 송출된 후 타겟으로부터 반사된 신호를 시간에 따라 수신하는 신호 획득부;상기 FMCW 레이더로부터 수신된 신호를 1차 이산 푸리에 변환 후 다시 2차 이산 푸리에 변환하여 거리와 속도에 따른 도플러 크기 데이터를 획득하는 신호 처리부;상기 FMCW 레이더의 측정 속도 범위 이내의 각각의 속도 별로 해당 속도 성분에서 관측된 거리별 도플러 크기의 절대치들의 합을 연산하고, 상기 속도 별로 구해진 거리별 도플러 크기의 절대치들의 합을 평균하여 해당 시간에서의 타겟의 속도 값을 도출하는 연산부; 및시간에 따른 속도 데이터에 대해 매시간 별로 윈도우를 적용하여 상기 윈도우 내에 분석되는 주파수 성분으로부터 상기 타겟의 호흡수를 시간 별로 추정하는 추정부를 포함하는 호흡수 추정 장치
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청구항 7에 있어서,상기 신호 처리부는,상기 FMCW 레이더의 송신 신호와 수신 신호의 결합 신호에 저대역 필터를 적용하여 생성되는 중간 주파수 신호에 상기 1차 및 2차 이산 푸리에 변환을 적용하여 상기 도플러 크기 데이터를 획득하는 호흡수 추정 장치
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청구항 7에 있어서,상기 연산부는,아래의 수학식을 이용하여 해당 시간 t에서의 상기 타겟의 속도 값 Dv(t)을 도출하는 호흡수 추정 장치:여기서, Nchirp는 처프의 수, v0는 상기 측정 속도 범위 이내에 해당하는 각각의 속도 성분, D(t,v0)는 해당 속도 성분 v0에서 구해진 시간 t에서의 거리별 도플러 크기의 절대치의 합을 나타낸다
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청구항 9에 있어서,상기 D(t,v0)는 아래의 수학식으로 정의되는 호흡수 추정 장치:여기서, Z(t,rk,v0)는 해당 속도 성분 v0에서 관측된 거리별 도플러 크기, rk는 측정 거리 범위 내에 해당한 각각의 거리 성분을 나타낸다
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청구항 7에 있어서,상기 추정부는,현재 시점(t)에서 적용한 윈도우 상의 데이터를 고속 푸리에 변환하여 검출한 복수의 피크 주파수를 이전 시점(t-1)에서의 윈도우로부터 결정된 추적 주파수 값과 개별 비교한 후에 주파수 편차가 최소인 피크 주파수를 현재 시점(t)에서의 추적 주파수 값으로 결정한 다음, 상기 결정된 추적 주파수 값을 통해 현재 시점(t)에서의 분당 호흡수(Respiratory Rate, RR)을 결정하는 호흡수 추정 장치
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청구항 11에 있어서,상기 추정부는,상기 현재 시점(t)에서 결정된 추적 주파수 값을 아래 수학식에 적용하여 현재 시점(t)에서의 타겟의 분당 호흡수(RR)를 연산하는 호흡수 추정 장치:여기서, 는 현재 시점(t)에서 결정된 추적 주파수 값을 나타낸다
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