基于Soli的非接触式心率检测用于睡眠和冥想追踪

心率是一种关键的生理信号，可用于监测健康和体能。传统的心率测量方法需要可穿戴设备，这在睡眠和冥想期间可能不便或不适。采用微波雷达的非接触式心率检测方法是一种有前景的替代方案。然而，现有文献中的方法通常使用高增益天线，并要求传感器面向用户的胸部或背部，这使得它们难以集成到便携式设备中，并且不适用于睡眠和冥想追踪应用。本研究提出了一种新颖的非接触式心率检测方法，该方法使用嵌入在便携式设备（Google Nest Hub）中的微型Soli雷达芯片。该芯片尺寸为$6.5 \mbox{ mm} \times 5 \mbox{ mm} \times 0.9 \mbox{ mm}$，可以轻松集成到各种设备中。所提出的方法利用先进的信号处理和机器学习技术从雷达信号中提取心率。该方法在一个睡眠数据集（62名用户，498小时）和一个冥想数据集（114名用户，1131分钟）上进行了验证。该方法在睡眠数据集上实现了1.69 bpm的平均绝对误差和2.67%的平均绝对百分比误差。在冥想数据集上，该方法实现了1.05 bpm的平均绝对误差和1.56%的平均绝对百分比误差。两个数据集的召回率分别为88.53%和98.16%。这项研究代表了非接触式心率检测技术在睡眠和冥想追踪中的首次应用，为睡眠和冥想期间的心率监测提供了一种有前景的可穿戴设备替代方案。