[發(fā)明專利]一種基于毫米波雷達(dá)的室內(nèi)人員跌倒檢測方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202111485827.2
• 申請日: 2021-12-07
• 公開（公告）號: CN114217308A
• 公開（公告）日: 2022-03-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 汪小杰
• 申請（專利權(quán)）人: 德心智能科技（常州）有限公司
• 主分類號: G01S13/88
• 分類號: G01S13/88;A61B5/11
• 代理公司: 上海統(tǒng)攝知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31303
• 代理人: 杜亞

本發(fā)明涉及一種基于毫米波雷達(dá)的室內(nèi)人員跌倒檢測方法，包括通過聚類算法對點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類判斷有無目標(biāo)，并在有目標(biāo)時(shí)提取目標(biāo)的相關(guān)信息的步驟；點(diǎn)跡數(shù)據(jù)為大地坐標(biāo)系下的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)，由雷達(dá)輸出的目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化而成；聚類步驟為：(i)利用速度預(yù)聚類，計(jì)算任意兩點(diǎn)的速度Vdi和Vdj差值的絕對值，將該值小于閾值deltaV的點(diǎn)聚成一類；(ii)利用距離聚類，計(jì)算步驟(i)得到的類中的任意兩點(diǎn)的距離，將距離小于閾值Dist的點(diǎn)聚成一類；(iii)計(jì)算步驟(ii)得到的類中的點(diǎn)的數(shù)量，如果數(shù)量大于閾值Num，則認(rèn)為有目標(biāo)；反之，則認(rèn)為無目標(biāo)。本發(fā)明的檢測方法綜合考慮多個判斷因素，顯著提高了檢測的準(zhǔn)確性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于雷達(dá)應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種基于毫米波雷達(dá)的室內(nèi)人員跌倒檢測方法。

背景技術(shù)

我國作為人口大國，人口老齡化問題非常嚴(yán)重，據(jù)統(tǒng)計(jì)，2015-2020年我國老齡人口總數(shù)從2億上升至2.5億，其中獨(dú)居老人達(dá)到1.18億。根據(jù)衛(wèi)生部《老年人跌倒干預(yù)技術(shù)指南》顯示，跌倒是65歲以上的老年人傷害死亡的主要原因。老年人身體較弱，一旦跌倒后可能自己無法起身求助，如果情況嚴(yán)重又不能及時(shí)就醫(yī)，會對老人身體造成非常大的傷害。

目前，已有部分專利申請公開了基于毫米波雷達(dá)的人員跌倒檢測技術(shù)，但是這些檢測技術(shù)并不精確。

專利202110572750.6提出了《一種基于毫米波雷達(dá)的人體跌倒智能檢測系統(tǒng)及識別方法》，其結(jié)合了毫米波雷達(dá)檢測+神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的技術(shù)。此申請的缺陷有兩個：(1)人體跌倒的場景復(fù)雜多變，比如浴室、辦公室、客廳等布局是不同的，而靜止的物體和運(yùn)動的物體都會有反射點(diǎn)，這就導(dǎo)致靜止的物體會對運(yùn)動的物體產(chǎn)生干擾，用戶的一個房間就對應(yīng)著一個新的場景，這就造成該方法應(yīng)用在不同的場景時(shí)，誤報(bào)率較高；(2)當(dāng)室內(nèi)存在多個運(yùn)動目標(biāo)，且目標(biāo)的運(yùn)動軌跡交叉時(shí)，使得多個運(yùn)動目標(biāo)之間相互干擾，導(dǎo)致誤報(bào)率較高。

專利202110233701.X和專利202011146676.3都公開了基于毫米波雷達(dá)的跌倒檢測方法，前者提到了利用毫米波雷達(dá)檢測目標(biāo)跌倒的裝置，未曾提到如何實(shí)現(xiàn)其中的邏輯或者算法；后者提到根據(jù)毫米波雷達(dá)來檢測目標(biāo)姿態(tài)，從而判斷目標(biāo)是否跌倒，細(xì)查之下其實(shí)只是利用了目標(biāo)的高度信息，結(jié)果不準(zhǔn)確。

另外，在利用毫米波雷達(dá)進(jìn)行室內(nèi)人員跌倒檢測時(shí)，由于毫米波雷達(dá)反射的點(diǎn)跡比較稀疏，基于稀疏點(diǎn)跡得出的結(jié)論并不可靠，而已公開的技術(shù)并未考慮到這一點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

為解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種基于毫米波雷達(dá)的室內(nèi)人員跌倒檢測方法。

為達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的方案如下：

一種基于毫米波雷達(dá)的室內(nèi)人員跌倒檢測方法，包括通過聚類算法對點(diǎn)跡數(shù)據(jù)進(jìn)行聚類判斷有無目標(biāo)，并在有目標(biāo)時(shí)提取目標(biāo)的相關(guān)信息的步驟；

點(diǎn)跡數(shù)據(jù)為大地坐標(biāo)系下的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)，由雷達(dá)輸出的目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化而成；

雷達(dá)輸出的目標(biāo)的點(diǎn)跡數(shù)據(jù)包括點(diǎn)到雷達(dá)的距離Range、點(diǎn)跡速度Vd、點(diǎn)跡水平角α和點(diǎn)跡俯仰角θ，雷達(dá)為毫米波雷達(dá)，目標(biāo)為室內(nèi)人員；

聚類步驟如下：

(i)利用速度預(yù)聚類，計(jì)算任意兩個點(diǎn)的速度Vdi和Vdj差值的絕對值，將速度差值的絕對值小于閾值deltaV的點(diǎn)聚成一個類，Vdi和Vdj的單位為m/s，deltaV的取值范圍為0.5～0.8m/s；

(ii)利用距離聚類，計(jì)算步驟(i)得到的類中的任意兩個點(diǎn)之間的距離，將距離小于閾值Dist的點(diǎn)聚成一類，距離的單位為m，Dist的取值范圍為0.2～0.36m；

(iii)計(jì)算步驟(ii)得到的類中的點(diǎn)的數(shù)量，如果數(shù)量大于閾值Num，則認(rèn)為有目標(biāo)，Num的取值范圍為4～6；反之，則認(rèn)為無目標(biāo)。