مهندسی فناوری‌های دفاعی

مهندسی فناوری‌های دفاعی

پایش غیرتماسی علائم حیاتی و طبقه‌بندی وضعیت فیزیولوژیک راننده نظامی با استفاده از رادار موج پیوسته با مدولاسیون فرکانس و شبکه عصبی ترکیبی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه مهندسی برق دانشکده مهندسی و پرواز دانشگاه افسری امام علی(ع)
2 دانشکده مهندسی برق عضو گروه مهندسی برق - مخابرات
چکیده
پایش غیرتماسی علائم حیاتی می‌تواند روشی مناسب برای ارزیابی اولیه وضعیت فیزیولوژیک افراد در شرایطی باشد که استفاده از حسگرهای تماسی دشوار یا ناممکن است. این موضوع در محیط‌های عملیاتی و به‌ویژه برای بررسی وضعیت راننده نظامی پس از سانحه، توقف غیرعادی خودرو یا قطع ارتباط اهمیت دارد. در این پژوهش، چارچوبی غیرتماسی با تمرکز بر تنفس و ضربان قلب بررسی شد. در مرحله نخست، امکان استفاده از سیگنال‌های آکوستیکی موج پیوسته با مدولاسیون فرکانس (FMCW) و بازتاب‌های نزدیک چشم برای بررسی حرکت پلک ارزیابی گردید، اما ناپایداری تأخیر پخش و ضبط، نبود مبنای زمانی مشترک، کوپل مستقیم بلندگو و میکروفون، نویز و چندمسیری مانع دستیابی به پاسخ پایدار و تکرارپذیر شد. ازاین‌رو، ادامه پژوهش بر داده‌های رادار میلی‌متری FMCW شامل مؤلفه‌های هم‌فاز و متعامد و مقادیر مرجع تنفس و ضربان قلب متمرکز شد. پس از تشکیل نقشه برد، انتخاب خانه هدف، استخراج و پیوسته‌سازی فاز و جداسازی مؤلفه‌های تنفس و ضربان قلب، معماری ترکیبی LSTM و CNN برای مدل‌سازی وضعیت فیزیولوژیک ارزیابی شد. پیکربندی منتخب شامل سه لایه LSTM با ۱۲۸ واحد، طول توالی ۶۰، اندازه دسته ۱۲۸، دو لایه Conv1D با ۱۲۸ و ۶۴ فیلتر، کرنل ۳ و Dropout برابر ۰٫۳ بود و در تقسیم داخلی مجموعه‌داده به دقت ۰٫۹۹۸۳ رسید. این نتیجه ظرفیت مدل را نشان می‌دهد، اما معادل دقت میدانی تشخیص حیات یا هوشیاری نیست و استفاده عملی نیازمند اعتبارسنجی مستقل و آزمون در شرایط واقعی است.
کلیدواژه‌ها
موضوعات


مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 15 آبان 1405