用于监视人的生命体征的系统和方法技术方案

一种系统(10)和方法，用于通过检测呼吸或呼吸缺失来监视限定区域内的人(14)。使用雷达信号(24)、相机信号(22)和/或麦克风信号(26)来检测呼吸。分析雷达信号(24)、相机信号(22)和/或麦克风信号(26)，以确定对象人(14)是否正在活动，并且如果不在活动，则该人是否在呼吸或不呼吸。如果反射雷达信号(24)、相机信号(22)和麦克风信号(26)都同时表示对象人(14)在选定的时间段内没有运动和没有活动，则产生警报。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于监视人的生命体征的系统和方法
通常，本专利技术涉及能够在人睡觉时监视人的生命体征的监视设备。更具体地，本专利技术涉及使用低能雷达、相机和/或麦克风来监视生命体征的监视设备。
技术介绍
存在被设计成监视各种生命体征的许多监视系统。例如，在医院的特护病房中，患者连接到心率监视器、血压监视器、血氧监视器等。如果这些监视器中的任何一个检测到超出可接受阈值的情况，则发出警报。在医院环境中，各种传感器通常是被直接连接到身体的有线传感器。这使得所述传感器非常精确并且抵抗来自外部信号源的干扰信号噪声。监视设备还以多种方式在医院外使用。例如，父母经常使用婴儿监视器来监视他们的孩子何时睡觉。这种监视通常从儿童是婴儿时开始，直到儿童足够大而不需要婴儿床为止。所述监视被执行用于许多原因。婴儿易患婴儿猝死综合症(SIDS)。当婴儿长大并开始行动时，他们也面临意外窒息和噎食的危险。一旦孩子长大到能够站立和攀爬，孩子就会面临坠落和诱捕的危险。监视也被用于成年人，例如那些患有睡眠呼吸暂停的人或那些由于疾病或年龄而具有高死亡率的人。当对儿童或行动方便的成人使用监视时，很少使用有线传感器。传感器的导线产生勒死危险和绊倒危险。因此，潜在的伤害可能超过潜在的好处。因此，出售给家庭使用的大多数监视设备依赖于无线监视。最常见的无线监视系统是相机和麦克风系统，通常称为婴儿监视器。这些装置被放置在房间中并且朝向婴儿床或床。婴儿监视器将在婴儿床或床上的图像与任何检测到的音频信号一起发送到远程接收器。观察接收器的显示器的人能够观察婴儿床或床上的任何活动，并且能够听到婴儿床或床的居住者是否在哭泣或发出任何痛苦的声音。传统的婴儿监视系统的缺点是显而易见的。婴儿监视器只检测活动和声音。如果婴儿发生SIDS的情况，可能没有活动或声音。同样，如果成人在睡眠时去世，可能没有活动或声音。认识到这些缺点，已开发出改进的监视装置供家庭使用。这些监视设备中的一些使用低能量雷达来监视睡眠中的人。雷达的灵敏度足以检测人吸气和呼气时胸部的缓慢膨胀和收缩。这种现有技术的监视系统以中国专利公布No.CN104133199A和中国专利公布No.CN103110422A为例。基于雷达的监视系统也有一些缺点。即使使用定向天线，雷达能量也从天线在所有方向上传播。这造成了全向覆盖区域。因此，雷达系统可以检测远离正被监视的婴儿床或床的物体、宠物和人的活动。来自非目标物体、宠物和人的活动可能被监视系统错误地解释为婴儿床或床内的活动。因此，如果人停止呼吸，则错误地检测到的活动可能延迟或防止危险被检测到。在现有技术中，监视系统已被开发，其是传统相机婴儿监视器和低能量雷达监视器的合成物。这种现有技术的系统利用相机和雷达收发器来监视婴儿床或床中的人。然而，相机系统和雷达系统的输出不是交叉相关的。相反，如果雷达系统检测到警报条件，则相机系统仅在那里查看警报是否是假警报。如果正被监视的人停止呼吸并且雷达由于虚报而未能检测到状况，则相机系统将不会检测到危险。这种现有技术的合成系统以Ho的美国专利申请公布No.2016/0313442和中国专利公布No.CN102835958为例。由包含相关数据的雷达系统和/或相机系统捕捉的信号可以容易地被噪声和包含无关数据的信号洗掉。例如，裹在一张绷紧的毯子里睡觉的婴儿的胸部活动是非常小的。使用低能量雷达和/或相机来检测这种活动是困难的。由呼吸引起的活动被隐藏在由身体活动所引起的信号、由周围环境中的活动所引起的信号和信号噪声中。因此，必须使用信号处理算法来从噪声和无关信号中分离有用信号。在现有技术中所使用的信号处理算法倾向于产生大量的假警报，以期望永远不会错过真实警报。然而，大量的假警报使得现有技术的系统不受欢迎，并且导致人们在经历一串假警报之后停止使用所述系统。因此，许多现有技术的监视系统并不比根本没有监视系统好。因此，需要一种能够通过检测甚至由呼吸引起的最小活动来监视婴儿床或床中的人的无线监视系统。还需要这样一种系统，该系统能够将有用信号与噪声和无关信号分离，以产生具有较少假警报的更可靠的系统。还需要这样一种系统，该系统能够实时地分析信号，而不必在远程位置处执行信号分析。这些需要通过如下所述和要求保护的本专利技术来满足。
技术实现思路
本专利技术是一种用于无线监视人的系统和方法。该系统可以检测对象人的呼吸或无呼吸，例如婴儿床中的婴儿或患有睡眠呼吸暂停的成人。该系统和方法可以使用雷达信号、相机信号和/或麦克风信号来检测呼吸。使用雷达收发器，将雷达信号导向对象人正在睡觉的区域。雷达信号从对象人反射，在那里产生反射雷达信号。包含在反射雷达信号内的是涉及呼吸和/或跳动心脏的有节奏的活动的数据。类似地，相机被指向对象人正在其中睡觉的区域。相机检测对象人的活动。包含在检测到的活动中的是由有节奏的呼吸和/或跳动的心脏引起的活动。至少一个麦克风也监视对象人的区域。麦克风检测对象人发出的声音。包含在检测到的声音中的是由有节奏的呼吸引起的声音。所述反射雷达信号、来自相机的信号和来自麦克风的信号被融合以确定对象人是否正在活动，并且如果对象人不在活动，则该人是否在呼吸或不呼吸。如果反射雷达信号、相机信号和声音信号都同时表示对象人没有活动和呼吸，则产生警报。附图说明为了更好地理解本专利技术，参考结合附图考虑对本专利技术的示例性实施例的以下描述，其中：图1示出了本专利技术监视系统的示例性实施例；图2示出了本专利技术监视系统所使用的监视单元的示意图；图3示出了说明在监视单元内执行的操作的逻辑图；图4是示出了在图3中涉及的麦克风特征提取过程的操作细节的框图；图5示出了屏幕并且表示了可以被用户分割的区域；图6是示出在图3中涉及的相机特征提取过程的操作细节的框图；图7是示出在图3中涉及的雷达信号滤波处理的操作细节的框图；图8是示出在图3中涉及的雷达特征提取过程的操作细节的框图；以及图9示出了由用于与图2的监视单元和用户相连接的计算设备产生的示例性屏幕。具体实施方式虽然本专利技术的监视系统可以用于许多机构设置中，例如医院和疗养院，但是该系统特别适合于家庭内使用。因此，出于描述和说明的目的，选择示出了本专利技术在家庭中用于监视床或婴儿床中的人的监视系统的示例性实施例。然而，所示实施例仅仅是示例性的，并且在解释所附权利要求书的范围时不应认为是限制。参考图1，示出了监视系统10的概况。所述监视系统10包括监视单元12。所述监视单元12被放置在房间中，并且朝向对象人14，例如婴儿床中的儿童或床上的成人。在优选实施例中，监视单元12可以主动地发射光16、雷达信号18和音频信号20。发射的光16优选地在红外光谱中，以对于对象人14是不可见的。所发射的雷达信号18是对于对象人14和任何其他敏感电子设备(例如起搏器)无害的低能信号。所发射的音频信号20对于正被监视的对象人14是可听的。如稍后将说明的，音频信号20可以是音乐、警报或另一个人的发送语音。监本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在限定区域内监视一个人的方法，所述方法包括以下步骤：/n将雷达信号导向所述限定区域，其中所述雷达信号在所述限定区域内从所述人反射并产生反射雷达信号；/n将一相机指向所述限定区域，其中所述相机检测所述人在所述限定区域中的活动并产生表示所述活动的相机信号；/n用至少一个麦克风监视所述限定区域，其中由所述人在所述限定区域中发出的声音由所述至少一个麦克风检测，并且所述至少一个麦克风产生表示所述声音的音频信号；/n分析所述反射雷达信号、所述相机信号和所述音频信号以确定所述人是否在所述限定区域内活动；/n在所述反射雷达信号、所述相机信号和所述音频信号全部同时表示在所选择的时间段内所述人在所述限定区域中没有活动的情况下，产生警报。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180105 US 62/614,164;20180813 US 62/718,206;20191.一种在限定区域内监视一个人的方法，所述方法包括以下步骤：
将雷达信号导向所述限定区域，其中所述雷达信号在所述限定区域内从所述人反射并产生反射雷达信号；
将一相机指向所述限定区域，其中所述相机检测所述人在所述限定区域中的活动并产生表示所述活动的相机信号；
用至少一个麦克风监视所述限定区域，其中由所述人在所述限定区域中发出的声音由所述至少一个麦克风检测，并且所述至少一个麦克风产生表示所述声音的音频信号；
分析所述反射雷达信号、所述相机信号和所述音频信号以确定所述人是否在所述限定区域内活动；
在所述反射雷达信号、所述相机信号和所述音频信号全部同时表示在所选择的时间段内所述人在所述限定区域中没有活动的情况下，产生警报。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述活动是选自由呼吸和心跳组成的组合的身体活动。


3.根据权利要求2所述的方法，进一步包括分析所述反射雷达信号以提取表示所述身体活动的信号数据。


4.根据权利要求2所述的方法，进一步包括分析所述相机信号以提取表示所述身体活动的信号数据。


5.根据权利要求2所述的方法，进一步包括分析所述音频信号以提取表示所述身体活动的信号数据。


6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述雷达信号由脉冲多普勒雷达收发器生成。


7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述多普勒雷达收发器、所述相机和所述至少一个麦克风被包含在指向所述限定区域的单个监视单元中。


8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述监视单元包括分析所述反射雷达信号、所述相机信号和所述音频信号的一处理单元。


9.根据权利要求8所述的方法，其中，产生警报还包括将警报信号从所述监视单元发送到远程计算设备的步骤。


10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述监视单元向所述远程计算设备发送所述相机信号。


11.一种监视表示呼吸的一个人的活动是否已经停止的方法，所述方法包括以...

【专利技术属性】
技术研发人员：埃里克·格雷戈里·怀特，大卫·罗伯特·艾布拉姆斯，费德里科·格雷罗雷耶斯，
申请(专利权)人：米酷有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US