一种基于5G智能移动平台的居家行为监测系统及方法与流程

本发明涉及5g智能家居，特别是涉及一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统及方法。

背景技术：

1、近年来，社会老龄化问题越来越严重，人体的各项生理机能会随着年龄的增长逐渐退化，老年人因跌倒等突发性状况导致身体受到严重伤害的问题日益显著。因此，为实现室内环境下对老人的只能医疗看护，保护老人的身体健康，居家异常行为实时监测技术具有积极的现实意义。

2、居家行为监测系统主要分为接触式行为监测系统和非接触式行为监测系统两大类。接触式行为监测系统一般利用加速度传感器来判断监测目标行为，需要佩戴在用户身上才能实现监测。其优点是成本低，功能易于集成，缺点是对某些行为状态识别率低，需要对设备进行定期充电，充电时无法进行监测，并且在佩戴过程中存在舒适性问题，易用性较差。非接触式行为监测系统无需佩戴在用户身上，监测装置被直接放置在监测目标经常活动的特定区域中，利用摄像头或毫米波雷达等传感器采集信息后结合相关算法完成行为状态的判断。

3、基于摄像头采集视频图像的监测系统的优点是在光线足够且无遮挡环境下识别准确率很高，并具有可视化的功能。缺点是受环境影响大，在光线不足，有物体遮挡的情况下无法获取数据进行行为监测。其需要复杂的视觉分析算法，成本高，存在隐私泄露的风险。基于毫米波雷达的居家行为监测系统成本较低，不易受环境因素影响，没有隐私泄露的风险，并且具有识别率高、反应快速的优点。但其对雷达设备的安装位置有一定要求，毫米波雷达需要固定在确定的位置，若用户离开监测范围，则无法进行居家行为的判断，即毫米波雷达行为监测系统存在监测目标丢失问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统及方法，具有隐私保护性好、监测范围广、响应及时和识别率高的优势。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统，包括：5g智能移动平台、毫米波居家行为监测模块和远程终端监护模块；所述毫米波居家行为监测模块搭载在所述5g智能移动平台上，用于获取待监护对象的姿态信息，并对所述姿态信息进行居家行为监测，所述毫米波居家行为监测模块得到居家行为监测结果后，通过所述5g智能移动平台发送至所述远程终端监护模块；所述5g智能移动平台用于实时跟随待监护对象。

4、所述毫米波居家行为监测模块包括：毫米波雷达传感器、信号采集器和信号处理器；

5、所述毫米波雷达传感器、信号采集器和信号处理器依次连接；

6、所述毫米波雷达传感器包括发射天线、接收天线、数模信号转换器、压控振荡器、硬件加速器和数字信号处理器，用于发射电磁波信号以及接收所述待监护对象反射的信号，完成毫米波信号的调制和解调；

7、所述信号采集器用于实时获取所述毫米波雷达传感器接收的数据；

8、所述信号处理器对所述信号采集器获取的数据进行处理，完成居家行为的判断后，将所述居家行为监测结果传输至所述5g无线通信单元。

9、为实现上述目的，本发明还提出了一种基于5g智能移动平台的居家行为监测方法，步骤如下：

10、获取所述待监护对象的位置，根据所述位置对所述待监护对象进行实时跟随；

11、获取所述待监护对象的姿态信息；

12、根据所述姿态信息确定点云信息，首先进行快速傅里叶变换，再通过波束形成算法得到包含距离和角度信息的热度图，利用恒虚警率检测方法在热度图中提取出监测目标，之后对监测目标的距离进行空间滤波并计算出多普勒谱，在此多普勒谱上进行峰值搜索得到监测目标的速度，最终获得包含目标距离、角度、速度的点云信息；

13、根据所述点云信息，进行坐标变换为（x，y，z）坐标，x和y代表监测目标的宽度，z代表监测目标的高度；若z远大于x和y，点云近似为竖直细长的条状，则判定目标为站立状态，记为状态1；若z和x、y大致相等，点云近似为圆球形，则判定目标为正坐状态，记为状态2；若x或y远大于z，点云近似为宽且平的横条状，则判定目标为平躺状态，记为状态3；若从某一时刻开始，在1秒的时间内z的值减小1米以上，x和y的值增大0.3米以上，点云形状由状态1的竖直细长的条状变为状态3的宽且平的横条状，则判定为监测目标跌倒，从而确定居家行为监测结果；

14、将所述居家行为监测结果以及所述姿态信息发送至所述远程终端监护模块。

15、可选的，所述毫米波雷达传感器为集成式系统级芯片。

16、可选的，所述5g智能移动平台为5g智能跟随小车或者5g智能跟随机器人。

17、可选的，所述5g智能移动平台包括：主控单元、定位传感单元定位跟踪单元、避障传感器、姿态传感器和5g无线通信单元；

18、所述主控单元分别与所述定位传感单元定位跟踪单元、姿态传感器和避障传感器连接，所述定位传感单元定位跟踪单元融合采用超声波定位雷达、超宽带定位雷达和射频识别等方法实现定位和跟踪；

19、所述5g无线通信单元用于将所述姿态信息和居家行为监测结果发送至所述远程终端监护模块。

20、可选的，所述5g智能移动平台对所述待监护对象实时跟随融合采用超声波定位、超宽带定位和射频识别定位。

21、根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：

22、本发明所提供的一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统及方法，利用5g智能移动平台搭载毫米波居家行为监测模块，可以实现对监测目标的实时跟随居家行为监测，若监测目标发生跌倒等意外情况时，能够及时发送消息至亲属或护理人员的手机端，具有隐私保护性好、监测范围广、响应及时和识别率高等优势。

技术特征：

1.一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统，其特征在于，包括：5g智能移动平台、毫米波居家行为监测模块和远程终端监护模块；

2.根据权利要求1所述的一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统，其特征在于，所述毫米波居家行为监测模块包括：毫米波雷达传感器、信号采集器和信号处理器；

3.根据权利要求1所述的一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统，其特征在于，所述5g智能移动平台为集成5g通信模块的智能跟随小车或者智能跟随机器人。

4.根据权利要求1所述的一种基于5g智能移动平台的居家行为监测系统，其特征在于，所述5g智能移动平台包括：主控单元、定位跟踪单元、避障传感器、姿态传感器和5g无线通信单元；

5.一种基于5g智能移动平台的居家行为监测方法，其特征在于，所述居家行为监测方法如下：

技术总结
本发明涉及一种基于5G智能移动平台的居家行为监测系统及方法，该系统包括：5G智能移动平台、毫米波居家行为监测模块和远程终端监护模块；所述5G智能移动平台包含了定位跟踪单元，用于实时跟随待监护对象；所述毫米波居家行为监测模块搭载在所述5G智能移动平台上，用于获取待监护对象的姿态信息，并对所述姿态信息进行居家行为监测；所述毫米波居家行为监测模块得到居家行为监测结果后，通过所述5G智能移动平台发送至所述远程终端监护模块；本发明解决了居家行为监测中目标丢失和隐私泄露等问题，实现了对监测目标的实时跟随的同时进行居家行为监测，在检测到目标发生跌倒等意外情况时，能够及时发送消息至亲属或护理人员的远程终端监护模块。

技术研发人员：周永金
受保护的技术使用者：苏州泛摩微波技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15