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
醫(yi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)以(yi)及(ji)連(lian)接(jie)技(ji)術(shu)的(de)創(chuang)新(xin)正(zheng)幫(bang)助(zhu)老(lao)年(nian)人(ren)在(zai)家(jia)中(zhong)過(guo)上(shang)正(zheng)常(chang)的(de)生(sheng)活(huo),並(bing)確(que)保(bao)在(zai)發(fa)生(sheng)意(yi)外(wai)時(shi)能(neng)夠(gou)及(ji)時(shi)提(ti)供(gong)幫(bang)助(zhu)。這(zhe)些(xie)醫(yi)用(yong)傳(chuan)感(gan)器(qi)通(tong)常(chang)基(ji)於(yu)加(jia)速(su)計(ji)來(lai)檢(jian)測(ce)跌(die)倒(dao)等(deng)運(yun)動(dong)特(te)征(zheng),並(bing)可(ke)自(zi)動(dong)呼(hu)叫(jiao)家(jia)人(ren)或(huo)護(hu)理(li)人(ren)員(yuan)尋(xun)求(qiu)幫(bang)助(zhu)。
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),shibieyundongtezhengyibianbiediedaoshijian,yijiceliangyigerendeshengmingtizhengyipinggushuimianzhiliangdengwenti。haomiboleidabenzhishangshiyizhongjiyushepindechuanganqi,kezaibujiechushentideqingkuangxiajinxingganying,youyugaichuanganqibutigongrenheshijiaoshibiexinxi,yincikeanzhuangzaiwoshihuoyushidengminganquyu。zaiyingyongcengmianjiangzhexiegongnengjiehezaiyiqi,youzhuyutongguojiatingjiankongxitonghuoqujiarendeanquanhejiankangxinxi,congerrangqinrenhehulirenyuanfangxin。
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”,當(dang)將(jiang)其(qi)輸(shu)入(ru)曆(li)史(shi)跟(gen)蹤(zong)器(qi)時(shi),不(bu)僅(jin)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)一(yi)個(ge)房(fang)間(jian)內(nei)是(shi)否(fou)有(you)人(ren),還(hai)可(ke)以(yi)確(que)定(ding)這(zhe)個(ge)人(ren)在(zai)房(fang)間(jian)內(nei)的(de)位(wei)置(zhi)。該(gai)點(dian)雲(yun)和(he)跟(gen)蹤(zong)器(qi)信(xin)息(xi)可(ke)用(yong)於(yu)確(que)定(ding)一(yi)個(ge)人(ren)是(shi)在(zai)移(yi)動(dong)還(hai)是(shi)久(jiu)坐(zuo),或(huo)者(zhe)他(ta)們(men)是(shi)否(fou)具(ju)有(you)正(zheng)常(chang)行(xing)為(wei),例(li)如(ru)早(zao)晨(chen)步(bu)行(xing)到(dao)廚(chu)房(fang)。
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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