[发明专利]运动状态检测方法及系统

说明书

一种运动状态检测方法，包括接收雷达波反射信号，从雷达波反射信号中采集反射信号数据；将反射信号数据转换为雷达图像数据；预处理雷达图像数据；利用经预处理的雷达图像数据训练支持向量机模型；以及利用经训练的支持向量机模型对待测样本进行检测。预处理雷达图像数据包括将所述雷达图像中图像灰度值非0的像素灰度值转化为1、图像灰度值为0的像素灰度值保持为0，以及将图像像素矩阵每一行以二进制数表示的多个像素的灰度值的组合转换为单一的10进制数，实现图像像素矩阵的数据降维处理。本发明的方法可以快速及实时处理雷达波反射信号，及时检测受监护者的运动状态，以及在检测到受监护者有跌倒发生时及时发现并采取必要措施。

技术领域

本发明涉及一种运动状态检测方法及系统，尤其涉及一种使用支持向量机对采集到的雷达图像数据进行对应运动状态的检测方法及系统。

背景技术

人口老龄化的趋势不可逆转，老年人群的健康监护成为一个重要的社会议题。根据调查显示，在美国65岁以上的人口中，跌倒是造成意外死亡最重要的原因；而如果能够得到及时的救治，其中半数的死亡是可避免的。因此，对于老人的意外跌倒进行及时、准确的检测和报警具有重要的研究意义。传统的运动状态检测方法主要是基于可穿戴设备和视频监控。可穿戴设备一定程度上会对使用者带来不便，而基于视觉的视频监测方法会受到图像的清晰度、光线强弱等因素的影响，并且在浴室、卧室等事故多发的场景，由于隐私的问题，视频监测方法很难广泛应用。因此，不基于视觉的非接触式的运动状态检测成为了一个重要的研究方向。

关于不基于视觉的非接触式的运动状态检测的研究中，压力传感器布置难度高，并且对被检测者的体重比较敏感；而声波传感器会因为噪音的缘故而具有比较高的误警率。

发明内容

本发明提供一种适用于调频连续波毫米波(FMCW)雷达信号的运动状态检测方法，通过对雷达信号的时频分析，利用支持向量机进行精准、快速识别，能够避免上述其他技术中存在的问题，实现长时间、不间断、低成本的运动状态检测。

根据一个实施例，本发明的运动状态检测方法包括采集待测目标的雷达波反射信号原始数据；将所述雷达波反射信号原始数据转换为原始图像数据；预处理所述原始图像数据，获得降维图像数据；将降维图像数据与支持向量机模型参考数据比对以判定待测目标的运动状态。

优选地，所述预处理初始图像数据包括：将所述初始图像数据中灰度值非0的像素灰度值转化为1、灰度值为0值的像素灰度值保持为0；以及将所述初始图像数据的图像像素矩阵每一行以二进制数表示的多个像素的灰度值的组合转换为单一的10进制数。

优选地，所述的方法还包括利用所述降维图像数据训练支持向量机模型，以生成所述支持向量机模型参考数据。

优选地，所述方法还包括利用所述降维图像数据获得超平面方程优选地，所述所述基于降维图像数据与支持向量机模型参考数据的比对还包括将所述降维图像数据带入所述超平面方程以获得比对结果；如果所述比对结果为非负值，则判定所述待测目标为第一状态；如果所述比对结果为负值，则判定所述待测目标为第二状态。

优选地，所述所述第一状态被设置为对应于待测目标的跌倒状态。所述第二状态被设置为对应于待测目标的非跌倒状态。

根据另一实施例，本发明提供一种运动状态检测系统，所述系统包括数据采集装置、耦接于所述数据采集装置的数据转换装置，耦接于所述数据转换装置的图像预处理装置，及耦接于所述图像预处理装置的数据处理装置。所述数据转换装置具有被设置为将所述调频连续波毫米波雷达信号数据转换为初始图像数据的部件所述图像预处理装置具有被设置为预处理所述图像数据的部件，所述数据处理装置具有被设置为将降维图像数据与支持向量机模型参考数据进行比对的部件。

附加地，所述系统还包括支持向量机训练装置，所述支持向量机训练装置包括被设置为利用所述降维图像数据训练支持向量机模型的部件。

附图简要说明