CN110604577B - 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备 - Google Patents

生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备 Download PDF

Info

Publication number
CN110604577B
CN110604577B CN201810620848.2A CN201810620848A CN110604577B CN 110604577 B CN110604577 B CN 110604577B CN 201810620848 A CN201810620848 A CN 201810620848A CN 110604577 B CN110604577 B CN 110604577B
Authority
CN
China
Prior art keywords
cluster
vital sign
distance
detection system
reflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201810620848.2A
Other languages
English (en)
Other versions
CN110604577A (zh
Inventor
丁根明
田军
赵倩
谢莉莉
李红春
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujitsu Ltd filed Critical Fujitsu Ltd
Priority to CN201810620848.2A priority Critical patent/CN110604577B/zh
Publication of CN110604577A publication Critical patent/CN110604577A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN110604577B publication Critical patent/CN110604577B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/02—Detecting, measuring or recording pulse, heart rate, blood pressure or blood flow; Combined pulse/heart-rate/blood pressure determination; Evaluating a cardiovascular condition not otherwise provided for, e.g. using combinations of techniques provided for in this group with electrocardiography or electroauscultation; Heart catheters for measuring blood pressure
    • A61B5/024—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate
    • A61B5/0245—Detecting, measuring or recording pulse rate or heart rate by using sensing means generating electric signals, i.e. ECG signals
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/08—Detecting, measuring or recording devices for evaluating the respiratory organs
    • A61B5/0816—Measuring devices for examining respiratory frequency
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/103—Detecting, measuring or recording devices for testing the shape, pattern, colour, size or movement of the body or parts thereof, for diagnostic purposes
    • A61B5/11—Measuring movement of the entire body or parts thereof, e.g. head or hand tremor, mobility of a limb
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B5/00—Measuring for diagnostic purposes; Identification of persons
    • A61B5/72—Signal processing specially adapted for physiological signals or for diagnostic purposes
    • A61B5/7225—Details of analog processing, e.g. isolation amplifier, gain or sensitivity adjustment, filtering, baseline or drift compensation

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Biophysics (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Medical Informatics (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Surgery (AREA)
  • Physiology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Signal Processing (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Pulmonology (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Artificial Intelligence (AREA)
  • Computer Vision & Pattern Recognition (AREA)
  • Psychiatry (AREA)
  • Dentistry (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Measuring Pulse, Heart Rate, Blood Pressure Or Blood Flow (AREA)

Abstract

本申请实施例提供一种生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备，该控制装置包括：第一处理单元，其用于对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；第二处理单元，其根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇；第一计算单元，其用于计算主簇中反射点的平均速率；以及控制单元，其基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。根据本申请，无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大。

Description

生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备
技术领域
本申请涉及信息技术领域，尤其涉及一种生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备。
背景技术
随着技术的发展，非接触式生命体征检测技术得到发展。在非接触式生命体征检测技术中，被检测对象无需穿戴任何设备，就可以实现便捷的生命体征检测。其中，该被检测体例如可以是人体或动物体等，生命体征例如可以是呼吸频率或心跳频率等。
基于无线信号的生命体征检测技术是非接触式生命体征检测技术的一个重要分支。在基于无线信号的生命体征检测技术中，可以利用无线信号发射源向被检体发射电磁波等无线信号，该无线信号例如可以是基于调频连续波(Frequency Modulate ContinuousWave，FMCW)调制方式的无线信号，该无线信号发射源例如可以是微波雷达等。由于被检体的体表的微动会对反射信号的特定频点的相位产生偏移，因此，通过对反射信号的该特定频点的相位进行分析，就可以检测该被检体的生命体征。
在基于无线信号的生命体征检测技术中，一般要求被检测体保持准静态姿态，同时需要准确获取该被检测体与该无线信号发射源的距离，从而确定该特定频点，并根据该特定频点的相位变化来分析被检体的呼吸和心跳等生命体征。
应该注意，上面对技术背景的介绍只是为了方便对本申请的技术方案进行清楚、完整的说明，并方便本领域技术人员的理解而阐述的。不能仅仅因为这些方案在本申请的背景技术部分进行了阐述而认为上述技术方案为本领域技术人员所公知。
发明内容
本申请的发明人发现，在目前的基于无线信号的生命体征检测技术中，通常要求被检测体静止于生命体征检测装置的无线信号发射源之前，或将该无线信号发射源安装于座椅背后或床铺下方，当被检体处于坐姿或睡姿时进行生命体征的检测，因此，无线信号发射源只能被部署于特定位置，其部署位置受到较大的限制，并且生命体征检测装置的检测范围较小。
本申请的实施例提供一种生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备，获取被检测体的运动信息，并根据该运动信息来控制生命体征检测系统是否执行检测被检测体的生命体征的动作，由此，无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大。
根据本申请实施例的第一方面，提供一种生命体征检测系统的控制装置，该控制装置包括：
第一处理单元，其用于对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；第二处理单元，其根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；第一计算单元，其用于计算所述主簇中反射点的平均速率；以及控制单元，其基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
根据本实施例的第二方面，提供一种生命体征检测系统的控制方法，该方法包括：
对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；计算所述主簇中反射点的平均速率；以及基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
根据本实施例的第三方面，提供一种电子设备，其包括实施例的第一方面的控制装置。
本申请的有益效果在于：无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大。
参照后文的说明和附图，详细公开了本发明的特定实施方式，指明了本发明的原理可以被采用的方式。应该理解，本发明的实施方式在范围上并不因而受到限制。在所附权利要求的精神和条款的范围内，本发明的实施方式包括许多改变、修改和等同。
针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。
应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。
附图说明
所包括的附图用来提供对本发明实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本发明的实施方式，并与文字描述一起来阐释本发明的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1是本申请实施例1的生命体征检测系统的一个示意图；
图2是本申请实施例1的控制装置的一个示意图；
图3是本申请实施例1中一个预定的时间周期内二维平面中各反射点的一个示意图；
图4是本申请实施例1的第一计算单元的一个示意图；
图5是本申请实施例1的第二计算单元的一个示意图；
图6是本申请实施例1中轨迹的一个示意图；
图7是本申请实施例2的生命体征检测系统的控制方法的一个示意图；
图8是本申请实施例2的计算主簇中反射点的平均速率的方法的一个示意图；
图9是本申请实施例2的计算主簇的簇中心到接收装置的距离的方法的一个示意图；
图10是本申请实施例3的电子设备的一个构成示意图。
具体实施方式
参照附图，通过下面的说明书，本发明的前述以及其它特征将变得明显。在说明书和附图中，具体公开了本发明的特定实施方式，其表明了其中可以采用本发明的原则的部分实施方式，应了解的是，本发明不限于所描述的实施方式，相反，本发明包括落入所附权利要求的范围内的全部修改、变型以及等同物。
实施例1
本申请实施例1提供一种生命体征检测系统的控制装置，用于对生命体征检测系统进行控制。
在本实施例中，生命体征检测系统可以是利用无线信号进行检测的生命体征检测系统。图1是生命体征检测系统的一个示意图，如图1所示，生命体征检测系统100可以具有无线信号发射源101，反射信号接收装置102和检测装置103。
该无线信号发射源101可以向被检体发射电磁波等无线信号，该反射信号接收装置102接收由被检体和周围环境的其它物体对该无线信号进行反射所形成的反射信号，检测装置103可以根据反射信号的该特定频点的相位进行分析，从而检测该被检体的生命体征。
在本实施例中，该无线信号例如可以是基于调频连续波(Frequency ModulateContinuous Wave，FMCW)调制方式的无线信号。该无线信号发射源101和反射信号接收装置102例如可以由一个微波雷达来实现，该微波雷达例如可以采用线阵天线阵列或面阵天线阵列。
在一个实施方式中，该微波雷达的参数设置可以如下：发射的基于FMCW调制方式的无线信号的帧率15～25Hz，一帧包含64～256个啁啾(chirp)信号，距离分辨率为8～20cm，速率分辨率为0.05～0.15m/s，测距范围5～10m。需要说明的是，上述参数设置仅是举例，本实施例并不限于此。
在本实施例中，该被检测体例如可以是人体或动物体等，生命体征例如可以是呼吸频率或心跳频率等。
图2是实施例1的控制装置的一个示意图，如图2所示，该控制装置200可以包括：第一处理单元201，第二处理单元202，第一计算单元203，以及控制单元204。
在本实施例中，第一处理单元201用于对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对该无线信号进行反射的各反射点的运动速度和各反射点在二维平面的位置信息；第二处理单元202根据各反射点的该位置信息对反射点进行聚类以形成两个簇，其中，该两个簇可以包括主簇和从簇，主簇的簇中心与该无线信号源的距离比从簇的簇中心与该无线信号源的距离近；第一计算单元203用于计算该主簇中所有反射点的平均速率；控制单元204可以基于该平均速率，控该述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
根据本实施例，通过反射点的主簇中反射点的平均速率，能够估计被检测体的运动信息，并控制生命体征检测系统是否执行检测被检测体的生命体征的动作，由此，当无线信号发射源在较大的范围内被自由地部署的情况下，生命体征检测系统能够在合适的时机进行检测，从而避免错误地检测，所以，无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大。
在本实施例中，第一处理单元201所处理的反射信号可以是由接收装置接收到的、由被检体和周围环境的其它物体对无线信号源所发射的无线信号进行反射所形成的反射信号，其中，该接收装置和无线信号源可以位于同一位置，也可以位于不同位置。
在一个实施方式中，该接收装置可以是生命体征检测系统100的反射信号接收装置102，该无线信号源可以是生命体征检测系统100的无线信号发射源101。此外，本实施例可以不限于此，该接收装置和无线信号源也可以是反射信号接收装置102和无线信号发射源101之外的其它装置，该其它装置与生命体征检测系统100的无线信号发射源101和反射信号接收装置102之间的位置关系固定，因此，可以通过简单的数学变换将相对于该其它装置的速度，和/或位置，和/或距离等信息转换成相对于该生命体征检测系统100的无线信号发射源101和反射信号接收装置102的速度，和/或位置，和/或距离等信息。
在本实施例中，第一处理单元201可以对反射信号进行频域处理，从而得到在各预定的时间周期内对无线信号进行反射的各反射点的运动速度和各反射点在二维平面内的位置信息，该频域处理例如可以是二维快速傅里叶变换(2D-FFT)。
在本实施例中，在该无线信号是FMCW调制方式的信号时，该预定的时间周期例如可以是该无线信号一帧信号的发射时间，该无线信号一帧信号的发射时间可以被成为扫频周期或调制周期。
在本实施例中，第一处理单元201可以对无线信号的一帧信号的各啁啾(chirp)信号所对应的反射信号进行2D-FFT，以获得这些反射信号的距离-多普勒(Range-Doppler)信息，根据该距离-多普勒(Range-Doppler)信息，能够得到在信号发射源和接收装置的监测距离范围内所有可分辨的距离点处反射点的运动速率，其中，各反射点的运动速率大于0。
在本实施例中，第一处理单元201可以根据反射点所反射的反射信号的到达角度，以及该反射点与接收装置的距离，得到该反射点在二维平面的位置信息，该二维平面可以是与水平面平行的平面或其它平面。
在一个实施方式中，第一处理单元201可以根据上述的Range-Doppler信息获取速率大于0的反射点所对应的距离和频点信息，该距离是指该反射点与该接收装置的距离，进而，根据该频点信息计算该反射点和接收装置的连线与该二维平面的预定方向的夹角作为反射信号的该到达角度，由此，第一处理单元201可以根据反射点的距离和到达角度计算该反射点在该二维平面中的位置信息。此外，第一处理单元201还可以根据同一距离的到达角度的数量得到该距离下反射点的个数。
图3是一个预定的时间周期内二维平面中各反射点的一个示意图。图3所示的所有反射点300是在某一预定的时间周期内对无线信号进行反射的反射点，这些反射点300在二维平面中的位置如图3所示。该二维平面与水平面平行，该二维平面具有相互垂直的X方向和Y方向，该平面的原点为O，坐标为(0，0)，反射信号的接收装置A位于原点O。反射点300a与接收装置A的距离为L，反射点300a和接收装置A的连线与X方向的夹角α被作为反射点300a的到达角。
在本实施例中，第一处理单元201可以根据距离L和夹角α，得到反射点300a在二维平面的坐标(xa，ya)作为该反射点300a的位置信息。此外，图3仅是示意，该接收装置A也可以位于其它位置。
在本实施例中，第一处理单元201还可以对反射信号进行其它的频域处理，例如一维快速傅里叶变换(1D-FFT)，从而得到反射信号的其它信息。例如，对无线信号的单个chirp信号对应的反射信号进行距离维的FFT处理，获得1D-FFT结果，1D-FFT结果中各频点处的复信号可以形成距离-快速傅里叶变换(Range-FFT)谱，并且，根据各频点处的复信号的实部与虚部可以获得该chirp信号对应的反射信号中的相位信息。
在本实施例中，第二处理单元202可以根据各预定的时间周期内的各反射点的位置信息对该预定的时间周期内的反射点进行聚类，从而针对该预定的时间周期内的反射点形成两个簇，即主簇和从簇。在一个实施方式中，第二处理单元202可以采用K＝2的K均值(K-Means)算法对反射点进行聚类。
例如，图3所示的所有反射点300是在某一预定的时间周期内对无线信号进行反射的反射点，聚类后得到主簇301和从簇302，主簇的簇中心是301a，从簇的簇中心是302a，主簇的簇中心301a到接收装置A的距离小于从簇的簇中心302a到接收装置A的距离。
在本实施例中，第二处理单元202聚类得到的两个簇中，主簇和从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值Nth。由此，主簇和从簇的反射点数量不会差距过大，避免了检测噪声的干扰。
例如，当一个簇的反射点数量与另一个簇的反射点数量之比小于阈值Nth时，第二处理单元202可以消除反射点数量较少的该一个簇，并采用K＝2的K均值(K-Means)算法对反射点数量较多的该另一个簇重新进行聚类，得到两个新的簇，并判断该两个新的簇的反射点数量之比是否小于阈值Nth，如果小于阈值Nth，则针对该两个新的簇重复进行簇的消除和重新聚类，直到聚类后的两个簇中反射点数量的比值不小于阈值Nth为止。
在本实施例中，第二处理单元202采用K＝2的K均值(K-Means)算法对反射点进行聚类，但本实施例可以不限于此，第二处理单元202也可以采用其它的方式对反射点进行聚类，从而形成两个簇。
在本实施例中，第一计算单元203可以计算主簇中反射点的速率的平均值。图4是第一计算单元203的一个示意图，如图4所示，第一计算单元203可以包括速率计算单元401，速率计算单元401可以根据主簇中预定数量的反射点的速率求平均值得到平均速率。该预定数量的反射点可以是主簇中所有反射点，也可以是部分反射点，例如，速度较大的前N个反射点等，其中N为自然数。
如图4所示，第一计算单元203还可以包括滤波单元402。滤波单元402可以对速率计算单元401计算的平均速率进行滤波，得到滤波后的平均速率。在一个实施方式中，该滤波可以是M阶中值滤波或M阶均值滤波，M为大于1的自然数，例如，在无线信号的帧率为20Hz的情况下，可以进行3阶中值滤波，即，速率计算单元401计算当前预定的时间周期内主簇中反射点的速率的平均值Vk，前一个预定的时间周期内主簇中反射点的速率的平均值V(k-1)，后一个预定的时间周期内主簇中反射点的速率的平均值V(k+1)，滤波单元402取Vk，V(k-1)以及和V(k+1)的中值作为当前预定的时间周期内主簇中反射点的速率的滤波后的平均值V(k)。
在本实施例中，第一计算单元203可以仅具有速率计算单元401，由此，输出速率计算单元401的计算结果Vk作为当前预定的时间周期内主簇中反射点的平均速率V；或者，第一计算单元203可以具有速率计算单元401和滤波单元402二者，由此，输出滤波单元402的滤波后的平均值V(k)作为当前预定的时间周期内主簇中反射点的平均速率V。
在本实施例中，控制单元204可以根据第一计算单元203计算出的平均速率V对该生命体征检测系统100进行控制。例如，当平均速率V大于或等于速度阈值vth时，控制单元204控制该生命体征检测系统100停止或不启动检测被检测体的生命体征的动作；当平均速率V小于该速度阈值vth时，控制单元204控制该生命体征检测系统100启动或继续执行检测被检测体的生命体征的动作。
在本实施例中，如图2所示，该控制装置200还可以具有频点范围设定单元205。其中，在控制单元204控制该生命体征检测系统100执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，频点范围设定单元205可以根据主簇的簇中心到该反射信号的接收装置的距离r，以及测距统计误差或主簇反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围，例如，频点检测范围可以是
Figure BDA0001698004170000081
其中，rres为该无线信号源和该接收装置的距离分辨率，Δr为该无线信号源和该接收装置的测距统计误差εr或主簇中所有反射点离主簇的簇中心的平均距离rr。
在本实施例中，频点范围设定单元205在所使用的主簇的簇中心到该反射信号的接收装置的距离r例如可以是图3所示的主簇的簇中心301a与接收装置A的距离。
在本实施例中，该生命体征检测系统100执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，可以在该频点范围设定单元205所设定的频点检测范围内确定检测用频点，进而，基于检测系统100的反射信号接收装置102接收的反射信号在该检测用频点处的相位信息，检测被检测体的生命体征。
由此，当被检测体与接收装置的距离变化时，频点范围设定单元205能随着距离的变化而设定频点检测范围，从而便于生命体征检测系统100确定检测用频点。因此，生命体征检测系统100的无线信号发射源和接收装置的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大。
在本实施例中，距离r可以根据第二处理单元202聚类的结果来计算，例如，第二处理单元202在确定主簇和从簇的过程中，使用过主簇的簇中心到接收装置的距离r1，该距离r1可以被作为频点范围设定单元205使用的距离r。
在本实施例中，距离r也可以通过对主簇的簇中心的位置进行滤波来得到，由此，提高了距离r的准确度。
在一个实施方式中，如图2所示，控制装置200还可以具有第二计算单元206，第二计算单元206可以用于通过对主簇的簇中心的位置进行滤波来计算主簇的簇中心到该接收装置的距离r。
图5是第二计算单元206的一个示意图，如图5所示，第二计算单元206可以包括：获取单元501，轨迹信息计算单元502，以及确定单元503。
在本实施例中，获取单元501可以获取预定时间段中各预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；轨迹信息计算单元502用于对获取单元501获取的各主簇簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇簇中心的轨迹，其中，该滤波例如可以是卡尔曼滤波或其它类型的滤波；确定单元503可以根据该轨迹，确定各预定的时间周期内主簇的簇中心到该接收装置的距离r0，该距离r0可以被作为频点范围设定单元205使用的距离r。
在本实施例中，该预定时间段可以包括P个该预定的时间周期，P为大于1的自然数，例如该预定时间段可以包括6个该预定的时间周期，即无线信号的6个帧所对应的时间段。
图6是轨迹信息的一个示意图。如图6所示，601～606分别是获取单元501所获取的各预定的时间周期内的主簇的簇中心。各预定的时间周期例如可以是第(k-5)时间周期，第(k-4)时间周期，第(k-3)时间周期，第(k-2)时间周期，第(k-1)时间周期，第k时间周期。各簇中心的位置信息例如可以是(x1，y1)，(x2，y2)，(x3，y3)，(x4，y4)，(x5，y5)，(x6，y6)。轨迹600是轨迹信息计算单元502对簇中心601～606进行卡尔曼滤波得到的主簇的簇中心的轨迹。确定单元503可以使用轨迹600上的点的位置信息来修正各簇中心601～606的位置信息，并根据修正后的位置信息和接收装置的位置信息，计算各簇中心到接收装置的距离r0，例如，将轨迹600上的点606a的位置信息作为簇中心606的修正后的位置信息，根据点606a的位置信息计算第k时间周期的簇中心到接收装置的距离。
此外，在本实施例中，当某一个预定的时间周期内反射点的运动速度较低，通过对反射信号进行2D-FFT无法检测到这些反射点因而无法进行有效聚类，从而无法得到主簇的簇中心的位置信息时，获取单元501可以将该预定的时间周期之前的预定的时间周期的簇中心的位置信息作为该预定的时间周期的主簇的簇中心的位置信息。
此外，在本实施例中，第一处理单元201，第二处理单元202以及第一计算单元203可以组成一个用于检测被检测体运动速度的装置，由此，能够基于无线信号的反射信号，检测对无线信号进行反射的被检测体的运动速度。
根据本实施例，通过反射点的主簇中反射点的平均速率，估计被检测体的运动信息，并控制生命体征检测系统是否执行检测被检测体的生命体征的动作，由此，当无线信号发射源在较大的范围内被自由地部署的情况下，生命体征检测系统能够在合适的时机进行检测，从而避免错误地检测，所以，无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大；并且，当被检测体与接收装置的距离变化时，能随着距离的变化而设定频点检测范围，从而便于生命体征检测系统确定检测用频点，因此，生命体征检测系统的无线信号发射源和接收装置的部署受到的限制进一步减小。
实施例2
本申请实施例2提供一种生命体征检测系统的控制方法，与实施例1的控制装置对应。
图7是本实施例的生命体征检测系统的控制方法的一个示意图，如图7所示，该方法包括：
步骤701、对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；
步骤702、根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；
步骤703、计算所述主簇中反射点的平均速率；以及
步骤704、基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
在本实施例的步骤702中，采用K均值(K-Means)算法对所述反射点进行聚类，其中，K＝2。
在本实施例的步骤702中，主簇和从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值Nth。
图8是本实施例中计算主簇中反射点的平均速率的方法的一个示意图，用于实现步骤703，如图8所示，该方法包括：
步骤801、根据所述主簇中预定数量的反射点的速率求平均值；以及
步骤802、对所述平均值进行滤波，得到所述平均速率。
在本实施例中，可以将步骤801计算的平均值作为步骤703得到的平均速度，也可以将步骤802得到的滤波后的平均值作为步骤703得到的平均速度。
在本实施例的步骤704中，当所述平均速率大于或等于速度阈值时，控制所述生命体征检测系统不执行检测被检测体的生命体征的动作；当所述平均速率小于所述速度阈值时，控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作。
如图7所示，该所述控制方法还包括：
步骤705、在控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，以及测距统计误差或主簇反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
如图7所示，该所述控制方法还包括：
步骤706、计算所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。
图9是本实施例中计算所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离的方法的一个示意图，用于实现步骤706，如图9所示，该方法包括：
步骤901、获取预定时间段中各所述预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；
步骤902、对获取的主簇的簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇的簇中心的轨迹；以及
步骤903、根据所述轨迹，确定各所述预定的时间周期内所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。
在本实施例中，对于上述各步骤的详细说明可以参照实施例1对相应单元的说明，本实施例不再重复说明。
根据本实施例，通过反射点的主簇中反射点的平均速率，估计被检测体的运动信息，并控制生命体征检测系统是否执行检测被检测体的生命体征的动作，由此，当无线信号发射源在较大的范围内被自由地部署的情况下，生命体征检测系统能够在合适的时机进行检测，从而避免错误地检测，所以，无线信号发射源的部署受到的限制较小，并且生命体征检测装置的检测范围扩大；并且，当被检测体与接收装置的距离变化时，能随着距离的变化而设定频点检测范围，从而便于生命体征检测系统确定检测用频点，因此，生命体征检测系统的无线信号发射源和接收装置的部署受到的限制进一步减小。
实施例3
本申请实施例3提供一种电子设备，所述电子设备包括：如实施例1所述的控制装置。
图10是本申请实施例3的电子设备的一个构成示意图。如图10所示，电子设备1000可以包括：中央处理器(CPU)1001和存储器1002；存储器1002耦合到中央处理器1001。其中该存储器1002可存储各种数据；此外还存储用于进行控制的程序，并且在中央处理器1001的控制下执行该程序。
在一个实施方式中，控制装置200中的功能可以被集成到中央处理器1001中。
其中，中央处理器1001可以被配置为：
对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；计算所述主簇中反射点的平均速率；以及基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
在本实施例中，中央处理器1001还可以被配置为：
采用K均值(K-Means)算法对所述反射点进行聚类，其中，K＝2。
在本实施例中，所述主簇和所述从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值。
在本实施例中，中央处理器1001还可以被配置为：根据所述主簇中预定数量的反射点的速率求平均值；以及，对所述平均值进行滤波，得到所述平均速率。
在本实施例中，中央处理器1001还可以被配置为：
当所述平均速率大于或等于速度阈值时，控制所述生命体征检测系统不执行检测被检测体的生命体征的动作；当所述平均速率小于所述速度阈值时，控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作。
在本实施例中，中央处理器1001还可以被配置为：
在控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，以及测距统计误差或主簇反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
在本实施例中，中央处理器1001还可以被配置为：
获取预定时间段中各所述预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；对获取的主簇的簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇的簇中心的轨迹；以及，根据所述轨迹，确定各所述预定的时间周期内所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。
此外，如图10所示，电子设备1000还可以包括：输入输出单元1003和显示单元1004等；其中，上述部件的功能与现有技术类似，此处不再赘述。值得注意的是，电子设备1000也并不是必须要包括图10中所示的所有部件；此外，电子设1000还可以包括图10中没有示出的部件，可以参考现有技术。
例如，电子设备1000可以具有图1的生命体征检测系统100的无线信号发射源101，反射信号接收装置102和检测装置103，从而具备生命体征检测系统100的功能。由此，能够将生命体征检测系统100的功能和控制装置200的功能集成在电子设备1000中。
本申请实施例还提供一种计算机可读程序，其中当在生命体征检测系统的控制装置或电子设备中执行所述程序时，所述程序使得所述生命体征检测系统的控制装置或电子设备执行实施例2所述的生命体征检测系统的控制方法。
本申请实施例还提供一种存储有计算机可读程序的存储介质，其中，所述存储介质存储上述计算机可读程序，所述计算机可读程序使得生命体征检测系统的控制装置或电子设备执行实施例2所述的生命体征检测系统的控制方法。
结合本发明实施例描述的测量装置可直接体现为硬件、由处理器执行的软件模块或二者组合。例如，图1、2、4、5中所示的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，既可以对应于计算机程序流程的各个软件模块，亦可以对应于各个硬件模块。这些软件模块，可以分别对应于实施例1所示的各个步骤。这些硬件模块例如可利用现场可编程门阵列(FPGA)将这些软件模块固化而实现。
软件模块可以位于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、移动磁盘、CD-ROM或者本领域已知的任何其它形式的存储介质。可以将一种存储介质耦接至处理器，从而使处理器能够从该存储介质读取信息，且可向该存储介质写入信息；或者该存储介质可以是处理器的组成部分。处理器和存储介质可以位于ASIC中。该软件模块可以存储在移动终端的存储器中，也可以存储在可插入移动终端的存储卡中。例如，若电子设备采用的是较大容量的MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置，则该软件模块可存储在该MEGA-SIM卡或者大容量的闪存装置中。
针对图1、2、4、5描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，可以实现为用于执行本申请所描述功能的通用处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑器件、分立门或晶体管逻辑器件、分立硬件组件、或者其任意适当组合。针对图1、2、4、5描述的功能框图中的一个或多个和/或功能框图的一个或多个组合，还可以实现为计算设备的组合，例如，DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP通信结合的一个或多个微处理器或者任何其它这种配置。
以上结合具体的实施方式对本申请进行了描述，但本领域技术人员应该清楚，这些描述都是示例性的，并不是对本申请保护范围的限制。本领域技术人员可以根据本申请的原理对本申请做出各种变型和修改，这些变型和修改也在本申请的范围内。
关于包括以上实施例的实施方式，还公开下述的附记：
1、一种生命体征检测系统的控制装置，该装置包括：
第一处理单元，其用于对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；
第二处理单元，其根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；
第一计算单元，其用于计算所述主簇中反射点的平均速率；以及
控制单元，其基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
2、如附记1所述的控制装置，其中，
所述第二处理单元采用K均值(K-Means)算法对所述反射点进行聚类，其中，K＝2。
3、如附记2所述的控制装置，其中，
其中，所述主簇和所述从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值。
4、如附记1所述的控制装置，其中，所述第一计算单元包括：
速率计算单元，其根据所述主簇中预定数量的反射点的速率求平均值；以及
滤波单元，其对所述平均值进行滤波得到所述平均速率。
5、如附记1所述的控制装置，其中，
当所述平均速率大于或等于速度阈值时，所述控制单元控制所述生命体征检测系统不执行检测被检测体的生命体征的动作；
当所述平均速率小于所述速度阈值时，所述控制单元控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作。
6、如附记1所述的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
频点范围设定单元，其在所述控制单元控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，以及测距统计误差或主簇反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
7、如附记6所述的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
第二计算单元，其用于计算所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，其中，所述第二计算单元包括：
获取单元，其用于获取预定时间段中各所述预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；
轨迹信息计算单元，其用于对获取的主簇的簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇的簇中心的轨迹；以及
确定单元，其根据所述轨迹，确定各所述预定的时间周期内所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。
8、一种电子设备，具有如附记1-7中任一项所述的控制装置。
9、一种生命体征检测系统的控制方法，该方法包括：
对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点的运动速率和各反射点在二维平面的位置信息；
根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；
计算所述主簇中反射点的平均速率；以及
基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
10、如附记9所述的控制方法，其中，在对所述反射点进行聚类的步骤中：
采用K均值(K-Means)算法对所述反射点进行聚类，其中，K＝2。
11、如附记10所述的控制方法，其中，
其中，所述主簇和所述从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值。
12、如附记9所述的控制方法，其中，计算所述主簇中反射点的平均速率包括：
根据所述主簇中预定数量的反射点的速率求平均值；以及
对所述平均值进行滤波，得到所述平均速率。
13、如附记9所述的控制方法，其中，基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作，包括：
当所述平均速率大于或等于速度阈值时，控制所述生命体征检测系统不执行检测被检测体的生命体征的动作；
当所述平均速率小于所述速度阈值时，控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作。
14、如附记9所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
在控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，以及测距统计误差或主簇反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
15、如附记14所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
获取预定时间段中各所述预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；
对获取的主簇的簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇的簇中心的轨迹；以及
根据所述轨迹，确定各所述预定的时间周期内所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。

Claims (10)

1.一种生命体征检测系统的控制装置，该控制装置包括：
第一处理单元，其用于对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点运动的速率和各反射点在二维平面的位置信息；
第二处理单元，其根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；
第一计算单元，其用于计算所述主簇中反射点的平均速率；以及
控制单元，其基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
2.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述第二处理单元采用K均值算法对所述反射点进行聚类，其中，K＝2。
3.如权利要求1所述的控制装置，其中，
所述主簇和所述从簇中的任一者与另一者的反射点数量的比值不小于阈值。
4.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述第一计算单元包括：
速率计算单元，其根据所述主簇中预定数量的反射点运动的速率求平均值；以及
滤波单元，其对所述平均值进行滤波得到所述平均速率。
5.如权利要求1所述的控制装置，其中，
当所述平均速率大于或等于速度阈值时，所述控制单元控制所述生命体征检测系统不执行检测被检测体的生命体征的动作；
当所述平均速率小于所述速度阈值时，所述控制单元控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作。
6.如权利要求1所述的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
频点范围设定单元，其在所述控制单元控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离以及测距统计误差设定频点检测范围，或者，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离以及主簇的反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
7.如权利要求6所述的控制装置，其中，所述控制装置还包括：
第二计算单元，其用于计算所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离，其中，所述第二计算单元包括：
获取单元，其用于获取预定时间段中各所述预定的时间周期内聚类所得的主簇的簇中心的位置信息；
轨迹信息计算单元，其用于对获取的主簇的簇中心的位置信息进行滤波，得到主簇的簇中心的轨迹；以及
确定单元，其根据所述轨迹，确定各所述预定的时间周期内所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离。
8.一种电子设备，具有如权利要求1-7中任一项所述的控制装置。
9.一种生命体征检测系统的控制方法，该方法包括：
对无线信号源发射的无线信号的反射信号进行处理，得到在各预定的时间周期内对所述无线信号进行反射的各反射点运动的速率和各反射点在二维平面的位置信息；
根据各反射点的所述位置信息对该预定的时间周期内的所述反射点进行聚类形成两个簇，其中，所述两个簇包括主簇和从簇，所述主簇的簇中心与所述反射信号的接收装置的距离比所述从簇的簇中心与所述接收装置的距离近；
计算所述主簇中反射点的平均速率；以及
基于所述平均速率，控制所述生命体征检测系统执行或者不执行检测被检测体的生命体征的动作。
10.如权利要求9所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
在控制所述生命体征检测系统执行检测被检测体的生命体征的动作的情况下，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离以及测距统计误差设定频点检测范围，或者，根据所述主簇的簇中心到所述接收装置的距离以及主簇的反射点离主簇的簇中心的平均距离设定频点检测范围。
CN201810620848.2A 2018-06-15 2018-06-15 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备 Active CN110604577B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810620848.2A CN110604577B (zh) 2018-06-15 2018-06-15 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201810620848.2A CN110604577B (zh) 2018-06-15 2018-06-15 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN110604577A CN110604577A (zh) 2019-12-24
CN110604577B true CN110604577B (zh) 2022-03-15

Family

ID=68888247

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201810620848.2A Active CN110604577B (zh) 2018-06-15 2018-06-15 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN110604577B (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000338234A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Japan Radio Co Ltd 監視システム
CN101430378A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 株式会社电装 实现目标体方向的精确检测的车辆安装方向检测设备
CN101437442A (zh) * 2006-03-06 2009-05-20 无线2000Rf&Uwb技术有限公司 超宽带监视系统和天线
CN106291503A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 西南交通大学 一种雷达探测系统密度聚类预警方法
CN106646449A (zh) * 2015-10-02 2017-05-10 松下电器产业株式会社 物体检测装置及物体检测方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2000338234A (ja) * 1999-05-27 2000-12-08 Japan Radio Co Ltd 監視システム
CN101437442A (zh) * 2006-03-06 2009-05-20 无线2000Rf&Uwb技术有限公司 超宽带监视系统和天线
CN101430378A (zh) * 2007-11-09 2009-05-13 株式会社电装 实现目标体方向的精确检测的车辆安装方向检测设备
CN106646449A (zh) * 2015-10-02 2017-05-10 松下电器产业株式会社 物体检测装置及物体检测方法
CN106291503A (zh) * 2016-08-31 2017-01-04 西南交通大学 一种雷达探测系统密度聚类预警方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN110604577A (zh) 2019-12-24

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111134685B (zh) 跌倒检测方法和装置
CN112105948B (zh) 使用神经网络分类器及置信度度量的雷达数据处理
CN111142102B (zh) 一种呼吸数据计算方法以及相关设备
US10921866B2 (en) Access to high frame-rate radar data via a circular buffer
JP5848469B1 (ja) 生体状態検出装置
EP3342330A1 (en) Phasor approach to signal to noise ratio measurement evaluation of physiological signals
US11808838B2 (en) Motion state detection apparatus and method based on wireless signals and system
JP2021071326A (ja) 信号処理システム、及びセンサシステム
JP2017211348A (ja) 軌跡推定装置、軌跡推定方法及びプログラム
CN111580086A (zh) 生命体检测方法、检测装置和电子设备
CN110604577B (zh) 生命体征检测系统的控制方法、控制装置和电子设备
JP7468201B2 (ja) 生体検出装置、方法及びシステム
US20230350047A1 (en) Measuring physiological motion using fmcw radar
CN112395920B (zh) 基于雷达的姿态识别装置、方法以及电子设备
CN110609254B (zh) 基于无线信号的动作检测方法、检测装置和电子设备
CN110604553B (zh) 非接触式生命体征检测方法、检测装置和电子设备
US11832933B2 (en) System and method for wireless detection and measurement of a subject rising from rest
CN111722196A (zh) 雷达反射点提取方法和装置
JP7308470B2 (ja) 信号処理システム、センサシステム、信号処理方法、及びプログラム
JP7459404B1 (ja) バイタル測定装置およびバイタル測定方法
US20230152439A1 (en) Multi-frame processing for fine motion detection, localization, and/or tracking
CN117892202B (zh) 基于毫米波信号的护理动作监测方法及电子设备
US20240219550A1 (en) Detection system, sensor system, detection method, and recording medium
CN116184391A (zh) 生命体检测方法以及装置
JP2024109538A (ja) 生体の位置の検出方法及び装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant