用于检测与环境中的可移动物体相关的特性的基于超宽带的系统和方法技术方案

一种用于检测与诸如室内环境的环境中的可移动物体相关的特性的基于超宽带的系统和方法。该方法包括使用超宽带发送器将超宽带雷达信号发送到环境，以及使用超宽带接收器接收由于所述第一超宽带雷达信号的发送而从所述环境反射的多个信号。该方法还包括使用处理器处理反射的多个信号并基于处理后的反射信号确定与环境中的可移动物体相关联的特性。

【技术实现步骤摘要】
用于检测与环境中的可移动物体相关的特性的基于超宽带的系统和方法
本专利技术涉及使用超宽带雷达信号来检测与环境中的可移动物体相关的特性的系统和方法。
技术介绍
用于检测物体的位置的系统和方法是已知的。其中一类系统和方法使用对由摄像机捕获的数据的自动图像处理。这类系统和方法通常需要大的计算能力才能正常运行，并且在某些情况下会引起隐私问题。另一类系统和方法基于标签和锚，即，由目标物体携带并且适于使用例如RFID或其他近场技术将位置信息发送到基站(锚)的可穿戴设备(标签)。为了使标签和锚类型起作用，在测量时，目标物体必须佩戴或携带可穿戴设备。这似乎是很平常的，但是要记住佩戴或携带设备对于诸如老年人或老年痴呆症患者的目标物体可能并不容易。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决上述需求，克服或基本上改善上述缺点，或者更一般地，提供用于检测与环境中的可移动物体相关的特性的替代或改进的系统和方法。根据本专利技术的第一方面，提供了一种用于检测与环境中的可移动物体相关的特性的基于超宽带的方法，包括：使用第一超宽带发送器将多个第一超宽带雷达信号发送到环境中；使用第一超宽带接收器接收由于所述第一超宽带雷达信号的发送而从所述环境反射的多个第一信号；使用处理器处理反射的第一信号；以及使用处理器，基于处理后的反射的第一信号确定与所述环境中的可移动物体相关联的特性。在第一方面的一个实施例中，确定步骤包括确定环境中可移动物体的存在(或不存在)。在第一方面的一个实施例中，处理步骤包括从每个反射的第一信号中移除参考背景信号。参考背景信号可以是预定的(固定的)。可选地，参考背景信号可以在操作中调整(例如，基于反射的第一信号)。在第一方面的一个实施例中，处理步骤包括确定每两个在时间上相邻的反射的第一信号之间的相应差异。这涉及识别在反射的第一信号的相邻帧之间已经改变的信号分量。在第一方面的一个实施例中，确定步骤包括基于处理后的反射的第一信号确定可移动物体和第一超宽带接收器之间的距离。在第一方面的一个实施例中，确定步骤还包括确定可移动物体和第一超宽带接收器之间的距离的变化。通过确定距离的变化，可以跟踪可移动物体的移动趋势(朝向或远离接收器)。在第一方面的一个实施例中，处理步骤还包括分析处理后的反射的第一信号的信号强度和频率中的至少一个。在分析中可以使用各种信号处理技术，例如域变换、阈值处理、滤波、缩放等。在第一方面的一个实施例中，该方法还包括基于分析将可移动物体分类为处于活动状态或非活动状态。在第一方面的一个实施例中，分类步骤包括将处理后的反射的第一信号与分类阈值进行比较。如果确定处理后的反射的第一信号高于分类阈值，则认为该物体处于活动状态。如果确定处理后的反射的第一信号低于分类阈值，则认为该物体处于非活动状态。当处理后的反射的第一信号等于分类阈值时，可以认为该物体处于活动状态或处于非活动状态。在一些实施例中，例如，可以使用多个分类阈值，以更好地和更精细地对物体的活动水平进行分类。在第一方面的一个实施例中，分类阈值取决于可移动物体和第一超宽带接收器之间的距离。例如，当确定距离在第一预定距离范围内时，则使用第一分类阈值，并且当确定距离在第二预定距离范围内(与第一预定距离范围不同)时，则使用第二分类使用阈值(与第一分类阈值不同)。在实践中，每个距离范围可以指代环境中的相应区域，每个区域可以具有不同的设置和功能，使得物体具有不同的活动水平。在第一方面的一个实施例中，该方法还包括基于处理后的反射的第一信号的信号强度来调整分类阈值。在第一方面的一个实施例中，分析处理的反射的第一信号的频率包括：分割处理后的反射的第一信号以仅分析被确定为与可移动物体相关联的处理后的反射的第一信号的部分。这降低了后续信号处理所需的计算能力。在第一方面的一个实施例中，分析处理的反射的第一信号的频率包括：分析处理后的反射的第一信号的频率还可以包括分析一系列处理后的反射的第一信号的频谱的变化。在第一方面的一个实施例中，可移动物体是人或动物，并且确定步骤还包括基于频率分析确定人或动物的呼吸速率。在第一方面的一个实施例中，该方法还包括使用第二超宽带发送器将多个第二超宽带雷达信号发送到环境；使用第二超宽带接收器接收由于第二超宽带雷达信号的发送而从环境反射的多个第二信号；并使用处理器处理反射的第二信号。在环境中确定与可移动物体相关的特性还基于处理后的反射第二信号。在第一方面的一个实施例中，对反射的第二信号的处理包括从每个反射的第二信号中移除参考背景信号。参考背景信号可以是预定的(固定的)。可选地，参考背景信号可以在运行中调整，例如，基于反射的第二信号。在第一方面的一个实施例中，反射的第二信号的处理包括确定每两个在时间上相邻的反射的第二信号之间的相应差异。这涉及识别在相邻的反射第二信号帧之间已经改变的信号分量。在第一方面的一个实施例中，确定步骤还包括基于处理后的反射的第二信号确定可移动物体和第二超宽带接收器之间的距离。在第一方面的一个实施例中，确定步骤还包括确定可移动物体和第二超宽带接收器之间的距离的变化。通过确定距离的变化，可以跟踪可移动物体的移动趋势(朝向或远离接收器)。在第一方面的一个实施例中，确定步骤还包括基于处理后的反射的第一信号和处理后的反射的第二信号确定环境中的可移动物体的2D位置。例如，可以基于所确定的可移动物体与第一超宽带接收器之间的距离(或距离的变化)以及所确定的可移动物体与第二超宽带接收器之间的距离(或距离的变化)来确定2D位置(假设两个超宽带接收器之间的相对位置或距离是已知的)。在第一方面的一个实施例中，确定步骤还包括确定环境中可移动物体的2D位置的变化。通过确定2D位置的变化，可以跟踪可移动物体的移动路径。在第一方面的一个实施例中，第一超宽带发送器和第一超宽带接收器布置在单个第一超宽带收发器中；第二个超宽带发送器和第二个超宽带接收器布置在单个第二个超宽带收发器中。第一超宽带收发器和第二超宽带收发器每个可以是独立单元并且可操作地彼此连接。或者第一超宽带收发器和第二超宽带收发器可以布置在同一单元中。第一超宽带收发器和第二超宽带收发器优选地可以通过有线或无线通信网络与外部电子设备(计算机、电话、平板电脑、服务器等)通信。在第一方面的一个实施例中，环境是室内环境，例如，在建筑物中；可移动物体是人或动物。在一个示例中，环境是老年人的家，并且可移动物体是老年人。在另一个例子中，环境是医院的病房，可移动物体是病人。根据本专利技术的第二方面，提供了一种用于检测与环境中的可移动物体相关联的特性的基于超宽带的系统。基于超宽带的系统可以实现以执行第一方面的方法。基于超宽带的系统包括：第一超宽带发送器，用于将多个第一超宽带雷达信号发送到环境；第一超宽带接收器，用于接收由于第一超宽带雷达信号的发送而从所述环境反射的多个第一信号；一个或多个处理器，用于处理反射的第一信号并用于确定与所述环境中的可移动物体相关联的以下特性中的至少一个：基于处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测与环境中的可移动物体相关联的特性的基于超宽带的方法，包括：/n使用第一超宽带发送器将多个第一超宽带雷达信号发送到环境中；/n使用第一超宽带接收器接收由于所述第一超宽带雷达信号的发送而从所述环境反射的多个第一信号；/n使用处理器处理所述反射的第一信号；以及/n使用处理器，基于处理后的反射的第一信号确定与所述环境中的可移动物体相关联的特性。/n

【技术特征摘要】
20190307 HK 19120627.5;20190307 US 16/295,1101.一种用于检测与环境中的可移动物体相关联的特性的基于超宽带的方法，包括：
使用第一超宽带发送器将多个第一超宽带雷达信号发送到环境中；
使用第一超宽带接收器接收由于所述第一超宽带雷达信号的发送而从所述环境反射的多个第一信号；
使用处理器处理所述反射的第一信号；以及
使用处理器，基于处理后的反射的第一信号确定与所述环境中的可移动物体相关联的特性。


2.根据权利要求1所述的方法，其中所述确定步骤包括确定所述可移动物体在所述环境中的存在。


3.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤包括从每个反射的第一信号中移除参考背景信号。


4.根据权利要求1所述的方法，其中所述处理步骤包括确定每两个在时间上相邻的反射的第一信号之间的相应差异。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，其中所述确定步骤包括确定所述可移动物体与所述第一超宽带接收器之间的距离。


6.根据权利要求5所述的方法，其中所述确定步骤还包括确定所述可移动物体与所述第一超宽带接收器之间的距离的变化。


7.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，所述处理步骤还包括分析处理后的反射的第一信号的信号强度和频率中的至少一个。


8.根据权利要求7所述的方法，还包括基于所述分析将所述可移动物体分类为处于活动状态或非活动状态。


9.根据权利要求8所述的方法，其中所述分类步骤包括将处理后的反射的第一信号与分类阈值进行比较。


10.根据权利要求9所述的方法，其中所述分类阈值取决于所述可移动物体与所述第一超宽带接收器之间的距离。


11.根据权利要求10所述的方法，还包括基于处理后的反射的第一信号的信号强度来调整分类阈值。


12.根据权利要求7所述的方法，其中分析处理后的反射的第一信号的频率包括：
分割处理后的反射的第一信号以仅仅分析被确定为与可移动物体相关联的处理后的反射的第一信号的部分。


13.根据权利要求7所述的方法，其中所述可移动物体是人或动物，并且其中所述确定步骤还包括基于所述频率分析确定所述人或动物的呼吸速率。


14.根据权利要求1至4中任一项所述的方法，还包括：
使用第二超宽带发送器将多个第二超宽带雷达信号发送到环境中；
使用第二超宽带接收器接收由于第二超宽带雷达信号的发送而从环境反射的多个第二信号；以及
使用处理器处理反射的第二信号；
其中，所述确定步骤还基于处理后的反射的第二信号。


15.根据权利要求14所述的方法，其中对反射的第二信号的处理包括从每个反射的第二信号中移除参考背景信号。


16.根据权利要求14所述的方法，其中对反射的第二信号的处理包括确定每两...

【专利技术属性】
技术研发人员：李健强，E·J·杰克逊，樊家伦，
申请(专利权)人：物流及供应链多元技术研发中心有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港;81