使用德州仪器毫米波传感器进行非接触式私人姿态检测

本文由Mark Sand和Keegan Garcia共同撰写

据Forbes报道，到2050年，全球60岁以上的人口预计将达到20亿。就此而言，这将代表全球五分之一以上的人口。随着老年人口的增加，需要更先进的家用监控，同时仍然允许人们保持个人自主权。根据美国疾病控制与预防中心的数据，每年有近四分之一的老年人跌倒，而跌倒是老年人因创伤入院的主要原因，如图1所示。 跌倒检测系统可使用传感器驱动的解决方案，通过准确的点云数据提供非接触、非隐私的侵入式感应。

图1：德州仪器毫米波传感器可用于老年人、残疾人和紧急监视系统中的姿态检测

德州仪器毫米波传感器如何帮助解决当今的跌倒检测系统的挑战

德州仪器IWR6843 毫米波传感器可实现高精度的跌倒检测，而无需与被监视人员接触。除了通过材料进行感应外，传感器还可在所有照明条件下进行检测，并通过利用3D点云信息为场景中的范围、角度和速度系统提供数据参数

该演示使用方位角和仰角均为120度的IWR6843ISK-ODS EVM。在该演示中，EVM被安装在为6.5英尺的高度，而且宽视场视野有助于增加对地面的可见性并最大程度减少死角。该演示还可被修改为使用德州仪器的IWR6843AOPEVM封装天线EVM。

图2所示为3D点云信息。该信息使系统能够通过点云的形状和颜色分析个体身高和姿势，而无需透露可识别的信息。请注意：图中点云轮廓线的不同之处表明了该人员的姿势。

（a） （b） （c）

图2为各种点云屏幕截图和下方照片比较：（a）蓝点：代表躺下的人的水平轮廓（b）；蓝点和绿点：代表坐着的人员球形轮廓（c）；蓝点、绿点和黄点：代表人员站立姿势的长形垂直轮廓

将图2c与图2a进行比较，可看到点云的形成发生了变化。站立的人员通常显示为细长的簇，而躺下的人员则显示为短而宽的簇。算法可使用该点云的形状、大小和颜色信息来检测一个人的姿势并识别其跌倒情况。每当高度突然负变化（此演示的z尺寸）和姿势的突然变化时，传感器都可观察到跌倒情况。当z参数从远大于x（长度）和y（宽度）变为远小于y的姿势时，可检测到姿势变化，这表明从站立状态到躺下状态的快速转换。

远程非接触式姿态检测

当前许多老年人警报系统都要求用户按下按钮以触发响应，但是如果他们因跌倒无意识时，则不可能按下按钮。有了德州仪器毫米波传感器，系统就可检测到潜在的跌倒情况并触发响应，这样就不需要个人经常携带安全警报按钮。

启用非侵入式跌倒检测

当德州仪器毫米波传感器用作系统中的唯一技术时，它为系统在家庭或楼宇中的物理姿态提供了更大灵活性。由于毫米波技术捕获的是点云数据而非图像，因此基于毫米波技术的跌倒检测系统可用于更敏感的区域，例如家里的浴室或卧室。该传感器还可通过塑料和纸面石膏板进行检测，从而使其能够谨慎地布置并实现更简化的家居设计。

丰富的、可实现精确测量的点云数据

对于老年人监控系统，必须要有高分辨率才能区分处于正常状态的人员的姿势和身高。德州仪器的毫米波传感器输出3D点云和速度信息，可帮助确定人员是否跌倒。

结论

德州仪器毫米波传感器是用于家庭监控系统的智能解决方案，可用于老年人监控和紧急情况。当用于跌倒检测系统时，德州仪器的IWR6843可进行高精度监控，同时在所有环境条件下都可保持个人隐私和鲁棒性，而无需穿戴设备。