本文由Mark Sand和Keegan Garcia共同撰寫

據Forbes報道，到2050年，全球60歲以上的人口預計將達到20億。就此而言，這將代表全球五分之一以上的人口。隨著老年人口的增加，需要更先進的家用監控，同時仍然允許人們保持個人自主權。根據美國疾病控制與預防中心的數據，每年有近四分之一的老年人跌倒，而跌倒是老年人因創傷入院的主要原因，如圖1所示。?跌倒檢測系統可使用傳感器驅動的解決方案，通過準確的點云數據提供非接觸、非隱私的侵入式感應。

圖1：德州儀器毫米波傳感器可用于老年人、殘疾人和緊急監視系統中的姿態檢測

德州儀器毫米波傳感器如何幫助解決當今的跌倒檢測系統的挑戰

德州儀器IWR6843?毫米波傳感器可實現高精度的跌倒檢測，而無需與被監視人員接觸。除了通過材料進行感應外，傳感器還可在所有照明條件下進行檢測，并通過利用3D點云信息為場景中的范圍、角度和速度系統提供數據參數。 ?

進一步了解使用毫米波傳感器“檢測人的跌倒和姿態”

觀看演示

在此，我們有德州儀器的“檢測人的跌倒和姿態”演示，展示了德州儀器的60 GHz IWR6843單芯片傳感器及其在傳感器安裝在墻壁時能夠檢測人員身高和姿態的能力。之所以使用 IWR6843 是因為60GHz頻帶已在全球范圍內開放用于工業RF感應應用

該演示使用方位角和仰角均為120度的IWR6843ISK-ODS EVM。在該演示中，EVM被安裝在為6.5英尺的高度，而且寬視場視野有助于增加對地面的可見性并最大程度減少死角。該演示還可被修改為使用德州儀器的IWR6843AOPEVM封裝天線EVM。

圖2所示為3D點云信息。該信息使系統能夠通過點云的形狀和顏色分析個體身高和姿勢，而無需透露可識別的信息。請注意：圖中點云輪廓線的不同之處表明了該人員的姿勢。

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圖2為各種點云屏幕截圖和下方照片比較：（a）藍點：代表躺下的人的水平輪廓（b）；藍點和綠點：代表坐著的人員球形輪廓（c）；藍點、綠點和黃點：代表人員站立姿勢的長形垂直輪廓

將圖2c與圖2a進行比較，可看到點云的形成發生了變化。站立的人員通常顯示為細長的簇，而躺下的人員則顯示為短而寬的簇。算法可使用該點云的形狀、大小和顏色信息來檢測一個人的姿勢并識別其跌倒情況。每當高度突然負變化（此演示的z尺寸）和姿勢的突然變化時，傳感器都可觀察到跌倒情況。當z參數從遠大于x（長度）和y（寬度）變為遠小于y的姿勢時，可檢測到姿勢變化，這表明從站立狀態到躺下狀態的快速轉換。

遠程非接觸式姿態檢測

當前許多老年人警報系統都要求用戶按下按鈕以觸發響應，但是如果他們因跌倒無意識時，則不可能按下按鈕。有了德州儀器毫米波傳感器，系統就可檢測到潛在的跌倒情況并觸發響應，這樣就不需要個人經常攜帶安全警報按鈕。

啟用非侵入式跌倒檢測

當德州儀器毫米波傳感器用作系統中的唯一技術時，它為系統在家庭或樓宇中的物理姿態提供了更大靈活性。由于毫米波技術捕獲的是點云數據而非圖像，因此基于毫米波技術的跌倒檢測系統可用于更敏感的區域，例如家里的浴室或臥室。該傳感器還可通過塑料和紙面石膏板進行檢測，從而使其能夠謹慎地布置并實現更簡化的家居設計。

豐富的、可實現精確測量的點云數據

對于老年人監控系統，必須要有高分辨率才能區分處于正常狀態的人員的姿勢和身高。德州儀器的毫米波傳感器輸出3D點云和速度信息，可幫助確定人員是否跌倒。

結論

德州儀器毫米波傳感器是用于家庭監控系統的智能解決方案，可用于老年人監控和緊急情況。當用于跌倒檢測系統時，德州儀器的IWR6843可進行高精度監控，同時在所有環境條件下都可保持個人隱私和魯棒性，而無需穿戴設備。

其他資源

• 查看樓宇自動化中毫米波的應用程序。
• 學習更多關于IWR概述上的毫米波工業傳感器的的信息。
• 請查看以下白皮書：
• ?“封裝天線設計如何簡化樓宇和工廠中的毫米波感測。”
• ?“選擇超過24 GHz的60 GHz 毫米波傳感器，以實現更智能的工業應用。”