毫米波傳感器如何為獨立的“輔助”生活創造技術優勢
發布時間:2022-11-16 來源:TI 責任編輯:wenwei
【導讀】隨著醫學和醫療保健的進步,人類的平均預期壽命不斷增加。世界上幾乎每個國家/地區的老年人口規模和比例都在增長,65 歲及以上的人口總數預計到 2050 年將翻一番,達到 15 億。與此同時,為了應對這一老齡化發展趨勢,必須擴大居家照護或護理設施的規模。
疾病控製與預防中心的數據顯示,每年有近 25% 的de老lao年nian人ren跌die倒dao,老lao年nian人ren跌die倒dao是shi美mei國guo創chuang傷shang性xing入ru院yuan的de主zhu要yao原yuan因yin。了le解jie跌die倒dao或huo其qi他ta與yu健jian康kang相xiang關guan的de事shi件jian何he時shi發fa生sheng,並bing能neng夠gou快kuai速su做zuo出chu反fan應ying,有you助zhu於yu確que保bao患huan者zhe得de到dao所suo需xu的de護hu理li。
當前技術 – 家庭健康
yiyongchuanganqiyijilianjiejishudechuangxinzhengbangzhulaonianrenzaijiazhongguoshangzhengchangdeshenghuo,bingquebaozaifashengyiwaishinenggoujishitigongbangzhu。zhexieyiyongchuanganqitongchangjiyujiasujilaijiancediedaodengyundongtezheng,bingkezidonghujiaojiarenhuohulirenyuanxunqiubangzhu。
老年人必須在脖子或手腕上佩戴這些由電池供電的傳感器;將他們佩戴在身體上有助於傳感器識別諸如跌倒等宏觀運動,並使用連接節點聯係家人或護理人員。其他傳感器(如心電圖或脈搏血氧計)也可以提供健康參數的連續視圖(如生命體征或睡眠質量)。
如圖 1 所(suo)示(shi),這(zhe)些(xie)醫(yi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)均(jun)麵(mian)臨(lin)各(ge)自(zi)的(de)挑(tiao)戰(zhan)。為(wei)確(que)保(bao)有(you)效(xiao)運(yun)行(xing),消(xiao)費(fei)者(zhe)必(bi)須(xu)記(ji)得(de)佩(pei)戴(dai)並(bing)為(wei)其(qi)充(chong)電(dian),這(zhe)可(ke)能(neng)會(hui)影(ying)響(xiang)舒(shu)適(shi)性(xing)或(huo)可(ke)行(xing)性(xing)。有(you)些(xie)型(xing)號(hao)需(xu)要(yao)患(huan)者(zhe)在(zai)發(fa)生(sheng)健(jian)康(kang)事(shi)件(jian)時(shi)按(an)下(xia)按(an)鈕(niu),但(dan)如(ru)果(guo)患(huan)者(zhe)無(wu)行(xing)為(wei)能(neng)力(li)時(shi),便(bian)無(wu)法(fa)發(fa)揮(hui)作(zuo)用(yong)。最(zui)後(hou),傳(chuan)感(gan)器(qi)需(xu)要(yao)非(fei)常(chang)準(zhun)確(que),以(yi)便(bian)區(qu)分(fen)跌(die)倒(dao)事(shi)件(jian)和(he)日(ri)常(chang)活(huo)動(dong)。當(dang)一(yi)個(ge)人(ren)快(kuai)速(su)坐(zuo)下(xia)或(huo)拍(pai)手(shou)時(shi),當(dang)前(qian)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)往(wang)往(wang)會(hui)誤(wu)判(pan)。某(mou)些(xie)類(lei)型(xing)的(de)傳(chuan)感(gan)器(qi)(如光學攝像頭中使用的傳感器)放置在家中時,也會產生隱私問題。
圖 1:通過解決久坐或移動、跌倒以及表示長期健康趨勢或睡眠質量的生命體征檢測等問題的技術,可幫助實現家庭健康。
毫米波雷達:具有隱私保護功能的非接觸式感應
60GHz 毫米波雷達是另一種可用於檢測和跟蹤家庭健康和行為的傳感技術。雷達有助於解決多種傳感挑戰,包括確定房間是否有人(以及有多少人),識shi別bie運yun動dong特te征zheng以yi辨bian別bie跌die倒dao事shi件jian,以yi及ji測ce量liang一yi個ge人ren的de生sheng命ming體ti征zheng以yi評ping估gu睡shui眠mian質zhi量liang等deng問wen題ti。毫hao米mi波bo雷lei達da本ben質zhi上shang是shi一yi種zhong基ji於yu射she頻pin的de傳chuan感gan器qi,可ke在zai不bu接jie觸chu身shen體ti的de情qing況kuang下xia進jin行xing感gan應ying,由you於yu該gai傳chuan感gan器qi不bu提ti供gong任ren何he視shi覺jiao識shi別bie信xin息xi,因yin此ci可ke安an裝zhuang在zai臥wo室shi或huo浴yu室shi等deng敏min感gan區qu域yu。在zai應ying用yong層ceng麵mian將jiang這zhe些xie功gong能neng結jie合he在zai一yi起qi,有you助zhu於yu通tong過guo家jia庭ting監jian控kong係xi統tong獲huo取qu家jia人ren的de安an全quan和he健jian康kang信xin息xi,從cong而er讓rang親qin人ren和he護hu理li人ren員yuan放fang心xin。
IWR6843AOP 利用片上天線以及微控製器和數字信號處理器的板載處理功能來處理目標的距離、速度和角度信息。距離和角度信息可用於生成“點雲”,dangjiangqishurulishigenzongqishi,bujinkeyiquedingyigefangjianneishifouyouren,haikeyiquedingzhegerenzaifangjianneideweizhi。gaidianyunhegenzongqixinxikeyongyuquedingyigerenshizaiyidonghaishijiuzuo,huozhetamenshifoujuyouzhengchangxingwei,liruzaochenbuxingdaochufang。
以指示跌倒的雷達點雲為例,圖 2 用綠點表示點雲,並為這一簇點雲分配了一條紅色軌跡。右圖顯示了人的瞬時高度和平均高度,可以使用算法來檢測一個人是否跌倒。
圖 2:一個人跌倒後的雷達點雲示例
速度信息可以測量房間內目標的運動特征。通過量身定製的算法或人工智能,這些運動特征可以識別諸如步態不穩、跌倒或近乎跌倒等行為。另一種用途是放在床邊測量睡眠期間的活動,並確定睡眠模式是否發生變化。如圖 3 所示,運動特征甚至可以測量一個人坐著或躺下時的心率和呼吸頻率。
圖 3:使用 IWR6843AOP 傳感器測量的心率和呼吸頻率,該傳感器安裝在胸部高度位置,分別距離坐著的人 1.2m 和 2.5m 處。
在圖 3 中,上麵部分的圖片顯示了使用胸掛式商用心率監測器(黑線),與 IWR6843AOP 處理過的輸出(綠線)的比較。心率誤差小於 5bpm(相對於胸掛式傳感器的真實值),表明無需傳感器接觸身體,即可保障良好的測量精度。
結語
毫米波雷達是一項不斷發展的技術,非常適合在家庭監控和醫療領域實現全新的創新功能。請前往 TI 官網,了解有關毫米波雷達傳感器的更多信息,包括評估模塊、演示軟件或來自我們第三方合作夥伴提供的解決方案。
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