技術(shù)特征：

1.一種神經(jīng)內(nèi)科病人用頭部理療系統(tǒng)，其特征在于，該神經(jīng)內(nèi)科病人用頭部理療系統(tǒng)包括：

用于對(duì)人體皮膚溫度進(jìn)行采集的溫度傳感器；溫度傳感器設(shè)置有兩個(gè)；采用內(nèi)插外推的時(shí)間配準(zhǔn)算法將溫度傳感器A的采樣數(shù)據(jù)向溫度傳感器B的數(shù)據(jù)進(jìn)行配準(zhǔn)，使得兩個(gè)溫度傳感器在空間配準(zhǔn)時(shí)刻對(duì)同一個(gè)目標(biāo)有同步的量測(cè)數(shù)據(jù)，內(nèi)插外推時(shí)間配準(zhǔn)算法如下：

在同一時(shí)間片內(nèi)將各溫度傳感器觀測(cè)數(shù)據(jù)按測(cè)量精度進(jìn)行增量排序，然后將溫度傳感器A的觀測(cè)數(shù)據(jù)分別向溫度傳感器B的時(shí)間點(diǎn)內(nèi)插、外推，以形成一系列等間隔的目標(biāo)觀測(cè)數(shù)據(jù)，采用常用的三點(diǎn)拋物線插值法的進(jìn)行內(nèi)插外推時(shí)間配準(zhǔn)算法得溫度傳感器A在t_Bk時(shí)刻在本地直角坐標(biāo)系下的量測(cè)值為：

其中，t_Bk為配準(zhǔn)時(shí)刻，t_k-1,t_k,t_k+1為溫度傳感器A距離配準(zhǔn)時(shí)刻最近的三個(gè)采樣時(shí)刻，Y_A(t_k-1),Y_A(t_k),Y_A(t_k+1)分別為其對(duì)應(yīng)的對(duì)目標(biāo)的探測(cè)數(shù)據(jù)；

完成時(shí)間配準(zhǔn)后，根據(jù)溫度傳感器A的配準(zhǔn)數(shù)據(jù)與溫度傳感器B的采樣數(shù)據(jù)，采用基于地心地固(Earth Center Earth Fixed,ECEF)坐標(biāo)系下的偽量測(cè)法實(shí)現(xiàn)溫度傳感器A和溫度傳感器B的系統(tǒng)誤差的估計(jì)；基于ECEF的系統(tǒng)誤差估計(jì)算法具體為：

假設(shè)k時(shí)刻目標(biāo)在本地直角坐標(biāo)系下真實(shí)位置為X'₁(k)＝[x'₁(k),y'₁(k),z'₁(k)]^T，極坐標(biāo)系下對(duì)應(yīng)的量測(cè)值為分別為距離、方位角、俯仰角；轉(zhuǎn)換至本地直角坐標(biāo)系下為X₁(k)＝[x₁(k),y₁(k),z₁(k)]^T；溫度傳感器系統(tǒng)偏差為分別為距離、方位角和俯仰角的系統(tǒng)誤差；于是有

其中表示觀測(cè)噪聲,均值為零、方差為

式(1)可以用一階近似展開并寫成矩陣形式為：

X'₁(k)＝X₁(k)+C(k)[ξ(k)+n(k)]\*MERGEFORMAT(3)

其中，

設(shè)兩部溫度傳感器A和B,則對(duì)于同一個(gè)公共目標(biāo)(設(shè)地心地固坐標(biāo)系下為X'_e＝[x'_e,y'_e,z'_e]^T)，可得

X'_e＝X_As+B_AX'_A1(k)＝X_Bs+B_BX'_B1(k)\*MERGEFORMAT(4)

B_A，B_B分別為目標(biāo)在溫度傳感器A與溫度傳感器B本地坐標(biāo)下的位置轉(zhuǎn)換到ECEF坐標(biāo)系下的位置時(shí)的轉(zhuǎn)換矩陣；

定義偽量測(cè)為：

Z(k)＝X_Ae(k)-X_Be(k)\*MERGEFORMAT(5)

其中，X_Ae(k)＝X_As+B_AX_A1(k)；X_Be(k)＝X_Bs+B_BX_B1(k)

將式(2)、式(3)代入式(4)可以得到關(guān)于溫度傳感器偏差的偽測(cè)量方程

Z(k)＝H(k)β(k)+W(k)\*MERGEFORMAT(6)

其中，Z(k)為偽測(cè)量向量；H(k)為測(cè)量矩陣；β為溫度傳感器偏差向量；W(k)為測(cè)量噪聲向量；由于n_A(k),n_B(k)為零均值、相互獨(dú)立的高斯型隨機(jī)變量,因此W(k)同樣是零均值高斯型隨機(jī)變量,其協(xié)方差矩陣為R(k)；

用于對(duì)病人的心率進(jìn)行檢測(cè)的心率監(jiān)測(cè)儀；所述心率監(jiān)測(cè)儀計(jì)算信號(hào)持續(xù)時(shí)間ΔT_max；將各個(gè)信號(hào)的時(shí)寬τ_m與信號(hào)的初始持續(xù)時(shí)間ΔT比較大小，取時(shí)寬τ_m與初始持續(xù)時(shí)間ΔT中的最大值來確定時(shí)域信號(hào)的持續(xù)時(shí)間ΔT_max：

ΔT_max＝max{τ_m,ΔT}；

分別與溫度傳感器、心率監(jiān)測(cè)儀有線連接，用于對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和處理的單片機(jī)；單片機(jī)計(jì)算信號(hào)頻譜S_mr(f)具體包括：

1)對(duì)基帶信號(hào)s_mr(t)采樣，確定信號(hào)時(shí)域采樣后信號(hào)其中采樣后信號(hào)索引k＝0,1,…f_sm-1，數(shù)據(jù)長度N_m表示按照以下公式進(jìn)行計(jì)算：

N_m＝f_sm×τ_m；

f_sm表示接收到雷達(dá)信號(hào)采樣率，τ_m表示信號(hào)時(shí)寬；

2)最大采樣點(diǎn)數(shù)N_max，對(duì)信號(hào)時(shí)域采樣后信號(hào)根據(jù)數(shù)據(jù)長度N_m后向補(bǔ)零得到補(bǔ)零后數(shù)據(jù)下標(biāo)N′_m表示補(bǔ)零后數(shù)據(jù)長度，補(bǔ)零的長度L_comp計(jì)算按照以下公式進(jìn)行：

L_comp＝f_sm×ΔT_max-N_m；

3)對(duì)補(bǔ)零后數(shù)據(jù)做傅里葉變換得到的各信號(hào)頻譜S_mr(f)；

與單片機(jī)有線連接，用于計(jì)時(shí)的計(jì)時(shí)模塊；所述計(jì)時(shí)模塊利用聚類算法估計(jì)每一跳的跳變時(shí)刻以及各跳對(duì)應(yīng)的歸一化的混合矩陣列向量、跳頻頻率時(shí)，包括以下步驟：

第一步，在p(p＝0，1，2，…P-1)時(shí)刻，對(duì)表示的頻率值進(jìn)行聚類，得到的聚類中心個(gè)數(shù)表示p時(shí)刻存在的載頻個(gè)數(shù)，個(gè)聚類中心則表示載頻的大小，分別用表示；

第二步，對(duì)每一采樣時(shí)刻p(p＝0，1，2，…P-1)，利用聚類算法對(duì)進(jìn)行聚類，同樣可得到個(gè)聚類中心，用表示；

第三步，對(duì)所有求均值并取整，得到源信號(hào)個(gè)數(shù)的估計(jì)即

$\hat{N}=round\left(\frac{1}{p}\underset{p=0}{\overset{P-1}{\Σ}}{\hat{N}}_p\right);$

第四步，找出的時(shí)刻，用p_h表示，對(duì)每一段連續(xù)取值的p_h求中值，用表示第l段相連p_h的中值，則表示第l個(gè)頻率跳變時(shí)刻的估計(jì)；

第五步，根據(jù)第二步中估計(jì)得到的p≠p_h以及第四步中估計(jì)得到的頻率跳變時(shí)刻估計(jì)出每一跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量具體公式為：

${\hat{a}}_n\left(l\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(1\right)}\·\underset{p=1,p\≠p_h}{\overset{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(1\right)}{\Σ}}{b}_{n,p}^0& l=1,\\ \frac{1}{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(l\right)-{\stackrel{\‾}{p}}_h(l-1)}\·\underset{p={\stackrel{\‾}{p}}_h(l-1)+1,p\≠p_h}{\overset{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(l\right)}{\Σ}}{b}_{n,p}^0& l\>1,\end{array}\right.,n=1,2,...,\hat{N}$

這里表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)混合矩陣列向量估計(jì)值；

第六步，估計(jì)每一跳對(duì)應(yīng)的載頻頻率，用表示第l跳對(duì)應(yīng)的個(gè)頻率估計(jì)值，計(jì)算公式如下：

${\hat{f}}_{c,n}\left(l\right)=\left\{\begin{array}{cc}\frac{1}{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(1\right)}\·\underset{p=1,p\≠p_h}{\overset{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(1\right)}{\Σ}}{f}_o^n\left(p\right)& l=1,\\ \frac{1}{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(l\right)-{\stackrel{\‾}{p}}_h(l-1)}\·\underset{p={\stackrel{\‾}{p}}_h(l-1)+1,p\≠p_h}{\overset{{\stackrel{\‾}{p}}_h\left(l\right)}{\Σ}}{f}_o^n\left(p\right)& l\>1,\end{array}\right.,n=1,2,...,\hat{N};$

與單片機(jī)有線連接，用于輸入工作參數(shù)和病人信息的操作屏；

與單片機(jī)有線連接，用于顯示運(yùn)行參數(shù)的顯示屏；所述顯示屏計(jì)算數(shù)字調(diào)制信號(hào)的分?jǐn)?shù)低階模糊函數(shù)按以下進(jìn)行：

接收信號(hào)y(t)表示為：

y(t)＝x(t)+n(t)；

其中，x(t)為數(shù)字調(diào)制信號(hào)，n(t)為標(biāo)準(zhǔn)SαS分布的脈沖噪聲；MASK和MPSK調(diào)制，x(t)的解析形式表示為：

其中，N為采樣點(diǎn)數(shù)，a_n為發(fā)送的信息符號(hào)，在MASK信號(hào)中，a_n＝0，1，2，…，M-1，M為調(diào)制階數(shù)，在MPSK信號(hào)中，a_n＝e^j2πε/M，ε＝0,1,2,…,M-1，g(t)表示矩形成型脈沖，T_b表示符號(hào)周期，f_c表示載波頻率，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機(jī)數(shù)；

MFSK調(diào)制，x(t)的解析形式表示為：

其中，f_m為第m個(gè)載頻的偏移量，若MFSK信號(hào)載頻偏移Δf，則f_m＝-(M-1)Δf,-(M-3)Δf,…,(M-3)Δf,(M-1)Δf，載波初始相位是在[0,2π]內(nèi)均勻分布的隨機(jī)數(shù)；

以下特征函數(shù)描述分布特性：

其中為符號(hào)函數(shù)，

α(0＜α≤2)為特征指數(shù)，γ為分散系數(shù)，β為對(duì)稱參數(shù)，ζ為位置參數(shù)；當(dāng)ζ＝0，β＝0且γ＝1時(shí)，分布稱為標(biāo)準(zhǔn)SαS分布；

數(shù)字調(diào)制信號(hào)x(t)的分?jǐn)?shù)低階模糊函數(shù)表示為：

$\mathrm{\χ}(\mathrm{\τ},f)={\∫}_{-\mathrm{\∞}}^{\mathrm{\∞}}{\[x(t+\mathrm{\τ}/2)\]}^{\<a\>}{\[x^{*}(t-\mathrm{\τ}/2)\]}^{\<b\>}{e}^{-2\mathrm{\π}ft}dt;$

其中，τ為時(shí)延偏移，f為多普勒頻移，0＜a,b＜α/2，x^*(t)表示x(t)的共軛；當(dāng)x(t)為實(shí)信號(hào)時(shí)，x(t)^＜p＞＝|x(t)|^＜p＞sgn(x(t))；當(dāng)x(t)為復(fù)信號(hào)時(shí)，[x(t)]^＜p＞＝|x(t)|^p-1x^*(t)；

與單片機(jī)有線連接，用于消除干擾雜訊的濾波器；

與單片機(jī)有線連接，用于對(duì)病人信息和理療方案進(jìn)行比對(duì)、采樣和查詢的RAM存儲(chǔ)器、MRAM存儲(chǔ)器和大容量存儲(chǔ)器；

與單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)控制器有線連接，用于調(diào)節(jié)座椅高度的座椅調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置；

與單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)控制器有線連接，用于調(diào)節(jié)背板角度的背板調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置；

與單片機(jī)通過驅(qū)動(dòng)控制器有線連接，用于調(diào)節(jié)頭罩位置的頭罩調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)裝置；

與單片機(jī)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接，用于進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸與交換的云服務(wù)器；所述云服務(wù)器接收的MPSK信號(hào)r_k表示為：

$r_k=A\underset{n=-\mathrm{\∞}}{\overset{+\mathrm{\∞}}{\Σ}}{a}_{n}g(\frac{{\mathrm{kT}}_s}{N}-{\mathrm{nT}}_s-{\mathrm{\ϵT}}_s)\exp \[j(2{\mathrm{\πf}}_o\frac{{\mathrm{kT}}_s}{N}+{\mathrm{\θ}}_0)\]+n_k;$

式中，A為信號(hào)幅度，在一個(gè)突發(fā)幀內(nèi)為未知常數(shù)；f_o為載波頻偏，在一個(gè)突發(fā)幀內(nèi)為未知常數(shù)；T_s為采樣周期，f_oT_s為歸一化的載波頻率偏移；a_n為QPSK調(diào)制數(shù)據(jù)；θ₀為相偏，在一個(gè)突發(fā)幀內(nèi)為未知常數(shù)；g發(fā)送脈沖與接收匹配濾波器脈沖函數(shù)的乘積；n_k為復(fù)高斯白噪聲，服從N(0,σ²)分布；ε＝0時(shí)定時(shí)完全同步，否則定時(shí)未同步；k為時(shí)間序號(hào)，N為過采樣倍數(shù)；r_k有10dB的動(dòng)態(tài)范圍；所述低信噪比短前導(dǎo)突發(fā)信號(hào)的解調(diào)方法主要任務(wù)是從r_k中恢復(fù)出發(fā)送數(shù)據(jù)；

與單片機(jī)通過GPRS無線網(wǎng)絡(luò)無線連接，用于遠(yuǎn)程控制和查看的外部設(shè)備；

與單片機(jī)有線連接，用于病人頭部理療的頭部理療儀；

與單片機(jī)有線連接，用于頭部理療儀內(nèi)部的藥包進(jìn)行加熱的加熱裝置；

所述單片機(jī)與電源模塊有線連接，用于提供電源；

所述顯示屏上安裝有指示燈和揚(yáng)聲器，指示燈和揚(yáng)聲器均與單片機(jī)有線連接；

所述座椅上安裝有腰部按摩儀和背部按摩儀，腰部按摩儀和背部按摩儀均與單片機(jī)有線連接。