智能家居中的呼吸和心率监测:使用FMCW雷达的无角度方法
Pouya Mehrjouseresht1, Reda El Hail2,3, Peter Karsmakers2,3
1Waves: Core Research and Engineering (WaveCoRE), Department of Electrical Engineering (ESAT), KU Leuven, B-3001 Leuven, Belgium.
Sensors (Basel, Switzerland)
|April 27, 2024
概括
这项研究引入了一种新的雷达系统,用于智能家居中的广角生命体征监测. 该系统使用连续波波变换 (CWT) 分析准确跟踪呼吸和心率.
科学领域:
- 生物医学工程 生物医学工程
- 信号处理 信号处理
- 智能家居技术 智能家居技术
背景情况:
- 持续监测生命体征对于智能家居医疗保健应用至关重要.
- 现有的生命体征监测方法在范围和角度覆盖方面可能有局限性.
- 雷达技术为生理监测提供了一种非接触式方法.
研究的目的:
- 开发和验证使用室内雷达的广角生命体征监测系统.
- 为了从反射的雷达信号中实时提取呼吸和心率.
- 评估系统在智能家居环境中的性能.
主要方法:
- 使用多输入多输出 (MIMO) 毫米波FMCW雷达进行人身追踪.
- 在静态对象上实施自动光束聚焦机制.
- 应用连续波波变换 (CWT) 分析来从雷达信号中提取生命体征.
- 采用Bland-Altman图表来对一个参考进行绩效评估.
主要成果:
- 该系统成功监测了1.15到2.3米范围内的生命体征,以及-44.8到+44.8度的角跨度.
- 与基准相比,观察到心率平均差异为-1.5 BPM和呼吸率平均差异为0.06 BPM.
- 通过利用雷达的芯片处理器实现了实时生命信号提取.
结论:
- 拟议的基于雷达的方法为智能家居应用提供了有效的广角生命体征监测.
- 该系统展示了高精度和实时功能,用于非接触生理测量.
- 这项技术有可能在智能家居中加强远程患者监控和老年人护理.
