[發明專利]一種基于毫米波雷達的室內人員安全一體化監測方法

有效

• 申請號: 202011058179.8
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN111887861B
• 公開（公告）日: 2021-02-26
• 發明（設計）人: 茍先太;黃毅凱;陶明江;李高云;康立燁;唐佳璐;胡永佳;茍瀚文;姚一可
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;四川八維動力科技有限公司;四川八維九章科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/0205;A61B5/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李蕊

1.一種基于毫米波雷達的室內人員安全一體化監測方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、將姿態監測毫米波雷達安裝在所需監測的房間中，確保其監測范圍覆蓋整個房間；同時將體征監測毫米波雷達安裝在臥室的床榻區域；

S2、利用姿態監測毫米波雷達對房間進行實時掃描，并對掃描數據進行預處理，得到用戶在房間內的位置信息；

S3、基于用戶在房間內的位置信息，判斷其是否處于床榻區域；

若是，則進入步驟S4；

若否，則進入步驟S5；

S4、基于姿態監測毫米波雷達獲取的用戶掃描數據及體征監測毫米波雷達采集的用戶生命體征數據對用戶狀態進行識別，并判斷是否啟動超閾值危險警告機制；

若是，則進入步驟S6；

若否，則返回步驟S3；

S5、基于姿態監測毫米波雷達獲取的用戶掃描數據，對用戶進行姿態識別，并判斷是否啟動超閾值危險警告機制；

若是，則進入步驟S6；

若否，則返回步驟S3；

S6、啟動超閾值危險警告機制，根據超閾值危險警告機制判斷結果，確定是否發出報警信息；

若是，則進入步驟S7；

若否，則返回步驟S3；

S7、向監護機構發出報警信息，實現室內人員安全一體化監測；

所述步驟S4具體為：

S41、通過體征監測毫米波雷達采集用戶的生命體征數據；

S42、判斷采集的用戶生命體征數據是否低于設定閾值；

若是，則進入步驟S43；

若否，則返回步驟S41；

S43、基于姿態監測毫米波雷達獲取的用戶掃描數據確定其位置信息，并判斷其是否還處于床榻區域；

若是，則用戶生命體征出現異常，啟動超閾值危險警告機制，進入步驟S6；

若否，則進入步驟S44；

S44、基于姿態監測毫米波雷達獲取的用戶掃描數據，判斷當前用戶高度是否大于設定的墜床閾值；

若是，則用戶處于安全狀態，返回步驟S41；

若否，則用戶發生墜床行為，進入步驟S7。

2.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的室內人員安全一體化監測方法，其特征在于，所述步驟S1中，所述姿態監測毫米波雷達的安裝方法具體為：在每個房間房頂的一個角落安裝一個姿態監測毫米波雷達，所述姿態監測毫米波雷達向下傾斜30°并與其相鄰的左右墻體保持45°夾角；

所述體征監測毫米波雷達安裝于臥室的天花板上或非金屬結構的床榻內部，且所述天花板上安裝的體征監測毫米波雷達的探測天線正對于床鋪。

3.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的室內人員安全一體化監測方法，其特征在于，所述步驟S2具體為：

S21、通過姿態監測毫米波雷達獲取用戶在房間內的三維點云信息及當前房間內的姿態監測毫米波雷達在內部坐標系中的位置；

S22、以姿態監測毫米波雷達在內部坐標系中的位置來構建實際場景下的水平地面坐標系；

S23、通過坐標映射關系得到水平地面坐標系和雷達內部坐標系P_xy之間的坐標轉換矩陣；

其中，坐標映射關系式為：

式中，為用戶在實際場景水平地面坐標系下的坐標，為對用戶三維點云數據處理后得到用戶位置的坐標；

所述坐標轉換矩陣為：

式中，為坐標到坐標的旋轉角度；

S24、使用坐標轉換矩陣將用戶的三維點云信息轉換為其在實際場景中的坐標，即獲得用戶在房間內的位置信息；

其中，用戶在實際場景中的坐標為：

。

4.根據權利要求1所述的基于毫米波雷達的室內人員安全一體化監測方法，其特征在于，所述步驟S3具體為：

將用戶在實際場景中的坐標與存儲的床鋪位置坐標進行對比，當坐標在床榻位置坐標范圍內時，則用戶處于床榻區域，進入步驟S4，否則用戶不處于床榻區域，進入步驟S5。