CN116762112A - 用于监测的传感器和*** - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的方法、传感器和***。传感器(101，301，401)包括用于处理传感器的测量信号的装置诸如测量电子设备以及用于传送测量结果和/或与测量结果相关的数据以供进一步处理的装置。传感器(101，301，401)是基于雷达的传感器，诸如基于调频连续波MIMO雷达的传感器，所述基于雷达的传感器被配置成检测所述被监测区域中的人(206)并且测量和检测被监测人(206)的位置、速度和/或形状。传感器(101，301，401)包括用于检测所述传感器(101，301，401)的取向的装置，诸如加速度传感器，并且所述传感器(101，301，401)被配置成当例如通过基于检测到的取向校正测量结果来确定所述被监测人(206)的测量结果时考虑所述传感器的所述检测到的取向。

Description

用于监测的传感器和***

技术领域

本发明涉及一种方法、传感器和***，借助于所述方法、传感器和***可以观察、跟踪和监测被监测区域中的人。

背景技术

如果希望延长老龄化人口在其家庭环境中妥善处理的可能性，则对家庭环境中老年人的状况进行监测是必不可少的。安全手镯***如今广泛用于此类应用中。它们的缺点是，用户必须连续佩戴手镯并且必须能够在紧急情况下按下警报按钮。也有检查用户的健康状态的手镯，但它们存在与上述相同的问题，并且另外，它们的进一步问题之一是误报。

还提出了在地板上安装由压电材料制成的薄膜的解决方案，所述薄膜记录由地板的表面上的移动引起的压力变化。使用待安装在地板上或地板下的传感器在现有技术中也是已知的，所述传感器借助于电容传感器在不改变压力的情况下检测人的存在和移动。

现有技术中还提出了使用摄像机、基于例如检测红外线的移动检测器或例如超声波传感器用于监测老年人的状况和状态的可能性。例如，WO2012164169文献公开了一种基于超声技术来跟踪对象的方法和***。

使用毫米波(MMW)雷达来跟踪人的一些现有技术解决方案是已知的。

本领域已知的观察和监测***的缺点是，它们无法在不同类型的环境中提供可靠的测量结果。除此之外，现有技术的观察和监测***的制造、安装和维护是复杂且昂贵的。

发明内容

根据本发明的传感器是被配置成测量人的状态和/或姿势的传感器，并且根据本发明的***包括至少一个这样的传感器。在根据本发明的解决方案中，传感器可以安装例如在天花板、地板或墙壁上。根据本发明的解决方案可以用于例如监测老年人例如在他们自己的家中或在养老院中的状况和状态。

通过使用根据权利要求1所述的传感器、根据权利要求10所述的方法和根据权利要求19所述的***，可以消除现有技术的问题。本发明的特征在于权利要求中公开的内容。

在根据本发明的解决方案中，一种用于观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的传感器包括用于处理传感器的测量信号的装置诸如测量电子设备以及用于传送测量结果和/或与测量结果相关的数据以供进一步处理的装置。传感器是基于雷达的传感器，诸如基于调频连续波MIMO雷达的传感器，该基于雷达的传感器被配置成检测被监测区域中的人并且测量并检测被监测人的位置、速度和/或形状。传感器可以包括用于检测传感器的取向的装置，诸如加速度传感器，并且当例如通过基于检测到的取向校正测量结果来确定被监测人的测量结果时，传感器或***，例如服务器能够考虑传感器的检测到的取向。在本发明的一个实施例中，传感器正在基于传感器的位置、高度和/或检测到的取向来校正或考虑测量结果。在本发明的一个实施例中，传感器传送关于传感器的位置，例如传感器在被监测区域中的位置、传感器的高度和/或传感器的检测到的取向的信息，并且服务器例如通过基于传感器的位置，诸如传感器的检测到的取向、传感器的高度和/或传感器在被监测区域中的位置校正测量结果来考虑此信息。

在本发明的一个实施例中，传感器包括第一操作模式和第二操作模式。在第一操作模式下，传感器被配置成跟踪被监测人的移动，并且在第二操作模式下，传感器被配置成测量和/或进一步分析与在第一操作模式下在其中观察到人的移动的被测量区域的一部分相关的测量。

在本发明的一个实施例中，传感器被配置成当第二操作模式被停用时基本上连续地使用第一操作模式或仅使用第一操作模式。

在本发明的一个实施例中，传感器被配置成基于检测到被监测人没有移动、已经倒下和/或被监测人的速度比预定义的阈值更慢来启用第二操作模式。

在本发明的一个实施例中，传感器被配置成基于检测到被监测人未被确定为倒下、人正在移动和/或被监测人的速度比预定义的阈值更高来停用第二操作模式。

在本发明的一个实施例中，在第二操作模式下，传感器被配置成以使得测量信号的相位被确定以便观察对象的移动诸如心跳和/或呼吸的方式来分析该测量信号。

在本发明的一个实施例中，在第二操作模式下，传感器和/或传感器的测量电子设备被配置成分析来自该区域和/或该区域周围一定距离的测量信号，该测量信号与在第一操作模式下确定的人的确定的方位角、仰角和/或距离相关。

在本发明的一个实施例中，传感器或***被配置成通过人的确定的仰角来检测人的倒下和/或坐下，例如使得当人的仰角低于特定阈值仰角值时，人可以被确定为倒下。

在本发明的一个实施例中，传感器是被配置成观察对象的仰角、方位角、移动和/或距离的雷达传感器。

本发明还涉及一种用于观察被监测区域中的一个或多个对象的存在、位置、移动和/或姿势的***。该***包括根据本发明的至少一个传感器，其中一个或多个传感器装配在被监测区域中，例如装配在地板、墙壁和/或天花板上。

在本发明的一个实施例中，可以提供一种用于观察被监测区域中的一个或多个对象的存在、位置、移动和/或姿势的***，该***包括根据本发明的解决方案的至少一个传感器。

在本发明的一个实施例中，***包括至少两个传感器，并且***被配置成基于至少两个传感器的测量信号来检测和测量被监测区域中的人，该传感器可监测被监测区域的相同区域和/或不同部分。

在本发明的一个实施例中，传感器的传输以使得所述传感器能够观察同一人和/或同一房间的方式以交错的方式同步并进行。

在本发明的一个实施例中，***被进一步适配成如果人被解释为已经倒下和/或如果被监测人的生命机能诸如被监测人的跟踪心跳和/或呼吸不在预定义的极限内则发送倒下的通知。

在本发明的一个实施例中，通知和/或倒下通知是向监测对象的健康的人和/或组织发送警报或消息，例如作为消息发送到电话、作为警报和/或例如发送给护士、亲属或急救中心。

其中一个优点是，***能够用单个集成传感器可靠地观察人的移动以及还有人的健康相关功能，诸如心跳和呼吸。

此外，可以提供具有多个传感器的***，使得可以监测更大的区域。本发明的一个实施例(其中多个基于雷达的传感器被用于监测人)的优点是传感器及其操作可以被布置成使得尽管传感器至少部分地在相同空间中操作，但该传感器不会引起彼此干扰。

利用本发明的上述解决方案，提供了已知能够在不同类型的情况下提供可靠的测量结果并且易于安装和维护的监测***。

附图说明

用以下附图说明本发明，在附图中

图1呈现了在待监测区域中本发明的***的一个示例实施例的部件，

图2呈现了本发明的***的一个示例实施例的操作，

图3呈现了根据本发明的解决方案的传感器的示例实施例，并且

图4A至图4B呈现了本发明的一个实施例，其中传感器被布置到房间。

具体实施方式

在本发明的解决方案中，传感器是可以检测对象的存在和移动的基于雷达的传感器。被监测对象可以是例如老人或受益于监督的其他某个人。传感器可以安装在表面上(例如，墙壁、门、地板或天花板上)和/或在表面(诸如，例如公寓和/或对象可以进入的待监测区域的地板表面、墙壁表面、门表面或天花板表面)附近。传感器还可以用于观察被测量人的生命机能，诸如人的呼吸以及甚至心跳率。此特征允许监测例如睡着或倒下的人并且如果观察到任何异常现象则发出警报。

在根据本发明的解决方案中，***包括至少一个传感器并且可以进一步包括借助于传感器产生传感器观察的测量电子设备以及被配置成处理传感器观察的处理器和/或包括存储器的中央单元，该中央单元是例如数据处理设备。出于此功能的目的，***的中央单元可以包括必要的软件和关于正在检测的信号的特性性质的信息。通常，测量电子设备和/或中央单元可以从经由传感器接收到的信号中推断出信息。该***可以具有中央单元，该中央单元可以管理一个或多个传感器或传感器组。在本发明的一个实施例中，一个传感器组包括例如在同一个空间中(诸如在同一房间中)的传感器。

待用传感器监测的区域可以是整个区域或仅仅是某个区域的一部分。待监测区域可以包括例如一个或多个房间，并且区域的某些部分，例如固定设施(诸如橱柜)可以留在待监测区域之外。

在根据本发明的解决方案中，传感器检测被监测区域中的人并且测量和检测被监测人的位置、速度和/或形状。传感器可以包括用于检测传感器的取向的装置，诸如加速度传感器，并且传感器能够当例如通过基于检测到的取向校正测量结果来确定被监测人的测量结果时考虑传感器的检测到的取向。在本发明的一个实施例中，传感器被配置成基于信号强度和/或通过过滤掉可能的错误测量结果来观察对象。

传感器可以安装在表面上(例如，墙壁、门、地板或天花板上)和/或在表面(诸如，例如公寓和/或对象可以进入的待监测区域的地板表面、墙壁表面、门表面或天花板表面)附近。在本发明的一个实施例中，一个或多个传感器被安装在墙壁上或待监测空间的角落中，通常在地板水平平面上方，例如在距地板大约40–150cm的高度处。传感器的视野可以为例如在水平平面上大约90度。

传感器可以包括例如毫米波(MMW)雷达，该MMW雷达可以例如在MIMO雷达原理下操作。在一个示例实施例中，可以有例如三个发射天线和四个接收器天线。在该示例中，这形成了具有12个元素的虚拟天线。利用本发明的传感器，可以非常准确地观察对象的仰角、方位角、移动和距离。例如，FMCW(调频连续波)技术可以用于雷达。

在本发明的一个实施例中，传感器包括第一操作模式和第二操作模式。在第一操作模式下，传感器可以被配置成跟踪被监测人的移动，并且在第二操作模式下，传感器可以被配置成测量和/或进一步分析与在第一操作模式下在其中观察到人的移动的被测量区域的一部分相关的测量。

在本发明的一个实施例中，传感器被配置成在第一操作模式下通过分析人的检测到的多普勒频率来跟踪被观察人的移动。在本发明的一个实施例中，传感器被配置成在第二操作模式下通过分析测量信号的相位来跟踪被监测人的心跳和/或呼吸。在本发明的一个实施例中，其中传感器的扫描时间在第二操作模式下比在第一操作模式下更长。

在本发明的一个实施例中，在第二操作模式下，不执行对人的跟踪。在本发明的一个实施例中，一个传感器可以同时使用第一操作模式和第二操作模式，例如使得始终使用第一操作模式，并且当需要第二操作模式时启用第二操作模式并且当不需要时停用第二操作模式。在本发明的一个实施例中，一个传感器可以以交错方式使用第一操作模式和第二操作模式。

传感器可以被配置成基于检测到被监测人没有移动、已经倒下和/或被监测人的速度比预定义的阈值更慢来启用第二操作模式。传感器可以被配置成基于检测到被监测人未被确定为倒下、人正在移动和/或被监测人的速度比预定义的阈值更高来停用第二操作模式。

在第二操作模式下，传感器可以被配置成以使得测量信号的相位被确定以便观察对象的移动诸如心跳和/或呼吸的方式来分析该测量信号。在本发明的一个实施例中，在第二操作模式下，传感器和/或传感器的测量电子设备被配置成分析来自该区域和/或该区域周围一定距离的测量信号，该测量信号与在第一操作模式下确定的人的确定的方位角、仰角和/或距离相关。

在一个实施例中，该***包括至少两个传感器并且被配置成基于至少两个传感器的测量信号来检测和测量被监测区域中的人，该传感器可监测被监测区域的相同区域和/或不同部分。例如，传感器的测量区域可以例如在该区域的某个部分处重叠。

在本发明的实施例中，在公寓或疗养院中，每个房间中可以有至少一个雷达。在这种情况下，如果不采取纠正措施，则雷达将会彼此干扰。在一个实施例中，提出了按照时隙对模式和/或若干个雷达进行的划分，使得若干个雷达可以在不引起干扰的情况下彼此靠近地同时使用。传感器的传输可以例如以使得传感器能够观察同一人和/或同一房间的方式以交错的方式同步和进行。

在本发明的一个实施例中，不同的传感器可以处于不同的操作模式，例如，一些传感器已经确定静止对象并且具有已启用的第二操作模式，而其他传感器仅在使用第一操作模式来监测对象的移动并搜索静止对象。

如果人被解释为已经倒下和/或如果被监测人的生命机能(诸如被监测人的跟踪心跳和/或呼吸)不在预定义的极限内，则***可以发送倒下通知。在一个实施例中，通知和/或倒下通知包括向监测对象的健康的人和/或组织发送警报或消息，例如，作为消息发送到电话、作为警报和/或例如发送给护士、亲属或急救中心。

在本发明的一个实施例中，可以由用户向传感器和/或传感器***确定人可以躺下的固定对象(诸如床或沙发)，并且传感器不将人确定为倒在这些固定对象的区域中。

在本发明的一个实施例中，传感器可以通过被观察对象的确定的仰角来区分对象与被观察人，例如其方式为使得当确定的对象的仰角基本上一直低于特定阈值仰角值时，所述对象可以被识别为并非人。

在一些应用中，首先执行对未改变区域进行制图(即，当主要不移动且不改变的对象和结构就位时对传感器的测量信息进行制图)是有利的。这种类型的情形是例如处于当家具就位但公寓中没有人、宠物或机器人时的住宅公寓中。此经制图的信息可以记录在***中，例如记录在位于中央单元的存储器中或记录在经由数据网络连接的存储器装置中，其中所述存储器装置可以例如处于控制中心或服务中心中。为此目的，布置中必须包括存储器装置，其中该存储器装置可以处于中央单元中或经由数据网络连接到中央单元。

根据本发明的一个实施例，***连续地或以定义的间隔执行对未改变区域进行制图，在这种情况下，***能够检测例如由新家具或家具位置变化引起的区域变化。以此方式，***能够逐渐适应待监测区域中发生的变化。

在本发明的一个实施例中，传感器或***被配置成通过人的确定的仰角来检测人的倒下和/或坐下，例如使得当人的仰角低于特定阈值仰角值时，人可以被确定为倒下。在本发明的一个实施例中，跟踪人的仰角并用诸如卡尔曼滤波器或低通滤波器等滤波器进行过滤，以防止由于噪声测量而导致的假警报。

图1呈现了在待监测区域中根据本发明的***的实施例的部件。待在本发明中使用的传感器101或多个传感器被设置为以使得借助于传感器101或多个传感器可以监测待监测区域的方式与待监测区域连接。如果使用了待安装在表面(例如，墙壁、地板或天花板表面)的顶部上的传感器，则传感器可以例如用双面胶带或用贴纸紧固到表面，在这种情况下，传感器可以容易地移除。传感器101可以无线地或通过有线连接到网关104，该网关收集从传感器101获得的测量值或由传感器101形成的状态信息，例如检测到的对象、对象的健康状态和/或对象的姿势。网关104向前发送信息，例如到控制中心或监督区域和/或区域中的对象的另一个主体。***与某个接收者之间的信息传递可以例如使用电话连接、有线宽带连接或无线连接来执行。在数据传递中考虑与数据安全和隐私相关的问题是有利的，许多官方法规也涉及该问题。

在本发明的一个实施例中，传感器101或多个传感器包括它们自己的中央单元，并且传感器的中央单元与网关104连接。在本发明的第二实施例中，传感器101或多个传感器的中央单元被集成到网关104中。

中央单元或网关104的一些功能可以经由数据网络连接在别处执行(例如，在中央控制室或服务中心中)。

根据本发明的一个实施例，可以由***在正在监测的空间中发出持续预定时间段的警报信号。此警报信号可以例如在发送警报或通知之前发出，并且其可以经由***的光警报单元和/或声音警报单元发出。光警报单元和/或声音警报单元可以处于住所的每个不同部分(例如，房间)。此功能也可以集成到传感器中，例如集成到所有传感器或仅一些传感器中。

根据本发明的***还可以包括呼叫按钮102，在按下该呼叫按钮之后，***可以形成例如到护理工作人员、安保工作人员的连接或者***可以执行各种警报程序。呼叫按钮可以是无线的，并且呼叫按钮可以被适配成在没有电池的情况下起作用。

根据本发明的***的通知程序和警报程序可以包括例如启动警报指示信号传递(蜂鸣器、灯、警报器、闹钟)、与警报中心或服务中心、护理提供者或亲属取得联系。在一些情况下，也可以直接向正在监测的人或向用户发出警报(例如，借助于语音合成或语音记录)。为了执行这些任务，组件可以包括处理时间数据所需的装置(诸如，例如时钟电路)。

根据本发明的***还可以包括火灾检测器103，该火灾检测器可以经由有线或无线连接与另一个***连接。如果火灾检测器103发出火灾警报，则可以例如通过向控制中心或救援当局发送警报消息来执行警报程序。

图2呈现了根据本发明的***的实施例的操作，其中监测了正在监测的区域中的人206的健康状态或姿势。

如果***的传感器101检测到正在监测的区域中的对象206已经倒下和/或人的生命机能不处于可接受的水平，则***可以发送通知。

在本发明的一个实施例中，***检查由多个传感器(例如，由正在监测的区域中的所有传感器)测量的信息，并且只有在传感器未检测到其他人时才发送通知。

在图2所呈现的实施例中的情形下(其中***例如由于对象倒下或由于确定了对象的生命机能而发送消息)，传感器101将关于该情形的信息发送到***的网关104，并且网关104例如经由互联网连接或经由其他某种连接将信息和/或警报向前发送到服务器201。来自服务器201的信息和/或警报被发送到监测人的健康的主体，例如作为消息发送到电话202、作为警报和/或例如发送给护士203、亲属或急救中心。以此方式，例如，关于人的倒下或健康的信息到达必要的人或组织，并且倒下的人尽快得到帮助。在本发明的一个实施例中，***可以将信息直接从网关104发送到监测被监测人的健康的组织或人。

本发明的解决方案中所使用的处理器、中央单元和/或测量电子设备可以集成到传感器中，或者它们可以单独地设置或设置在单独的单元中。在本发明的实施例中，利用由处理器执行的软件，传感器或***可以解释用至少一个传感器观察到的移动并且如果为程序定义的警报条件得到满足则可以发出警报。

在本发明的一个实施例中，待监测区域的仅一些传感器具有使得能够发出如上所述的警报信号的功能。例如，仅一些房间中(诸如客厅中)的传感器可以设置有此功能，并且其他房间中的传感器在检测到倒下和/或被测量人的测量结果不处于可接受的和/或预定义的范围内之后立即向前发送通知。在本发明的一个实施例中，一个空间中(诸如房间中)的仅一些传感器包括使得能够发出如上所述的警报信号的功能。

该***还可以包括控制中心，并且关于对象的存在、位置、移动和/或姿势的预定信息可以发送到控制中心。可以例如基于存在信息(该存在信息可以例如从RFID读取器接收)改变***所使用的警报术语。可以发送通知或者可以发出警报，例如到外部警报***或无线地到***的中央服务器，警报从该服务器被引导向前。

该***还可以具有存储器装置，其中***被适配成记录测量信号或从测量信号导出的信息，以用于观察正在监测的区域的时间依赖性和对象的行为。借助于此，例如如果正在监测的人在一定时间内没有起床或去厨房，或者如果该人上厕所过于频繁，或者如果被观察人的生命机能(诸如呼吸或心跳)在该时间期间已经改变，则***可以发出警报。存储器装置还使得能够学习较为常见的日常节奏并检测其中发生的异常。

在下文中，描述了一个示例实施例。在此示例实施例中，传感器的第一操作模式用于跟踪人的存在和移动，例如在单个房间中。在此实施例中，跟踪是用测量出的点云数据进行的。所需的多普勒范围通过下式给出。

在一个示例中，如果人正在以1m/s的速度移动，则所需的多普勒范围为+-40Hz，并且在60GHz频率下的最大测量间隔为25ms。吸气持续约2秒。如果对应的移动为5cm，则所需的多普勒范围为+-1Hz，并且扫描时间为一秒。

当***观察到人已经停止时，***可以启用第二操作模式，在该第二操作模式下，***能够跟踪人的生命机能，诸如心跳和/或呼吸。

在确定了对象的生命机能之后，***可以停用第二操作模式。在一个示例实施例中，***可以周期性地确定同一人的生命机能，例如只要该人保持静止即可。如果***观察到静止对象，则***开始通过使用第二操作模式来确定这些对象的生命机能。

在本发明的一个示例实施例中，可以实施第二操作模式下的操作，例如使得当已经检测到静止对象时，保存并分析检测到的对象的区域周围的点云数据。可以周期性地(例如每600ms)生成保存的包。在本发明的一个实施例中，数据可以被传递到中央控制单元以供分析。利用对信号(即，点云数据)的分析，可以观察关于对象的较小移动的信息，并且因此，***能够确定例如人的呼吸活动和/或心跳。

在本发明的一个实施例中，传感器的扫描时间在第二操作模式下更长，并且由于这一点，可以实现更好的信噪比。此外，可以利用更多TX天线，因为有更多的时间可用于测量。以此方式，可以提高角度分辨率。为了提高距离分辨率，可以增加频率扫描范围。

可以例如用快速傅立叶变换(FFT)确定多普勒频率。生命机能活动(例如，心跳和呼吸活动)可以基于确定的多普勒频率来确定。在本发明的一个实施例中，在第二操作模式下使用了更多TX天线以增加空间分辨率。因此被测量人没有移动，所以可以对较小的区域进行信号处理。

在本发明的一个实施例中，传感器可以包括用于识别人的基于无线电的识别装置。基于无线电的识别装置可以是例如基于蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)或Zigbee的装置。在此实施例中，***可以识别对象和对象所携带的基于无线电的设备，诸如手镯、手表、移动设备、标签，并且测量结果可以链接到特定的识别的人。以此方式，***能够知道谁出现在被测量区域中以及测量结果与谁相关。

在本发明的一个实施例中，基于无线电的识别装置可以包括天线阵列，当存在超过一个人和设备时，该天线阵列使得能够更准确地将识别设备与其载体相关联。

在本发明的一个实施例中，如果识别装置在被监测区域中检测到某个人(诸如护士)，则可以自动禁用警报。

在本发明的一个实施例中，***的警报条件可以包括人的身份。例如，当未经授权的人进入某个位置时，可以触发警报。

在本发明的一个实施例中，基于无线电的识别装置(例如，基于蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)或Zigbee的装置)可以用于定位人或协助定位人。传感器可以包括用于基于无线电的识别装置的若干个天线，例如用于例如根据蓝牙5.1规范实现测向技术(例如Zigbee、蓝牙或低功耗蓝牙(BLE)测向技术)的蓝牙、BLE或Zigbee天线。在本发明的一个实施例中，如果传感器的雷达检测到移动，但基于无线电的识别装置未检测到远程可读的标签或设备(诸如蓝牙、BLE或Zigbee标签或设备)，则由雷达检测到的人可以被视为访客。另一方面，如果雷达检测到远程可读的标签或设备(诸如蓝牙、BLE或Zigbee标签或设备)，则可以识别检测到的人，并且可以基于识别到的人来采取行动。在一个示例实施例中，当住户处于房间中并且还有协助的人时，可以在***中将人或房间的状态设置为“房间中存在协助的人”。以相同方式，在***识别出属于房间中的非住户的人进入房间时，也可以确认住户作出的警报。在这种情况下，可以自动确认警报。在一个实施例中，警报不会被自动确认，而是需要活动的可识别事件(例如，来自用户设备)。

在本发明的一个实施例中，可以用例如被布置到走廊的其他装置，例如用监控摄像机来完成对检测到的人的识别。在这种情况下，基于雷达的传感器检测到有人正在进入房间，并且***可以检查来自监控摄像机的信息(例如，从监控记录中从某个时间点)，其中可以看到有人进入了房间。在一个实施例中，此记录可以作为进入事件链接到房间，并且如果需要的话，稍后可以通过查看记录来识别进入者。在这种情况下，识别可以是自动的，但如果不是优选的，则不必实施自动识别。如果使用了来自视频的自动识别，则可以例如基于面部识别技术来实施自动识别。在一个实施例中，如果可以通过其他方式识别用户，则不使用面部识别或基于视频的识别。在一个实施例中，只有在无法以任何其他方式识别人的情况下才使用基于视频的识别。

在本发明的一个实施例中(其中使用了基于无线电的识别装置)，必要的电子设备和天线可以集成到传感器。图3中呈现了示例实施例，其中蓝牙天线阵列集成到传感器301。图3的蓝牙天线阵列包括四个天线302和控制识别装置和天线的操作的所需电子设备。天线阵列可以用于测量和检测蓝牙设备和标签并且例如用于使用蓝牙5.1测向技术来定位携带蓝牙设备(诸如手镯)的人。在一个实施例中，例如由传感器将用蓝牙天线阵列测得的数据组合到由雷达测得的数据，以增加雷达传感器的位置和定位准确度。在此实施例中，布置在传感器的中心并且在由四个蓝牙天线302形成的区域内部的雷达303的天线或天线阵列。

在本发明的一个实施例中，根据本发明的传感器可以用于例如病房中或用于人们正在睡觉并且需要传感器的监测的房间中。在此实施例中，传感器可以被布置成使得传感器能够测量并感测出现在床上的人。传感器可以被布置到房间或与房间连接，使得一个传感器的测量区域覆盖一张床的至少一部分。在本发明的一个实施例中，传感器被布置到房间的天花板，例如在每张床上方，例如每张床上方一个传感器。在本发明的一个实施例中，传感器被布置到房间的墙壁，例如每张床旁边，例如每张床旁边一个传感器。利用这些实施例，传感器能够测量和/或感测人在床上的存在以及人的生命机能，诸如移动、心跳和呼吸。这些实施例的优点之一是，可以在不打扰睡着的人的情况下对其进行监测，这例如用有线传感器是不可能的。例如在利用此实施例的医院环境中，监测应当睡着的人对于工作人员和护士来说也容易。利用这些实施例，传感器不必包括用于检测传感器的取向的装置。

在本发明的一个实施例中，根据本发明的至少一个附加传感器可以被布置到人们正在睡觉的被监测房间或区域。此附加传感器能够感测并测量已经离开他们的床的人。在这种情况下，附加传感器的测量区域可以大于传感器监测床的测量区域。测量区域可以覆盖基本上整个房间(例如，利用单个或多个附加传感器)。此附加传感器也可以被布置到房间或与房间连接，使得一个或多个传感器的测量区域覆盖房间并且尤其覆盖床外的区域。在一个实施例中，附加传感器可以被布置到房间的天花板、墙壁和/或角落。利用此实施例，可以由工作人员更好地监测房间，例如如果人们正在离开他们的床和/或打扰试图入睡的其他人，则可以发出警报。这些附加传感器还使得能够监测已经离开他们的床的人，并且例如如果人倒下和/或如果确定的生命机能不处于预定义的和/或可接受的水平，则生成警报。利用这些实施例，附加传感器不必包括用于检测传感器的取向的装置。

图4A和图4B作为示例呈现了可以在房间(例如，病房)中如何实施此实施例。图4A从上面呈现了房间，并且图4B将同一房间呈现为侧视图。在此示例实施例中，床403被布置到房间。传感器401被布置到房间，使得一个传感器401的测量区域402覆盖一张床403的至少一部分。在本发明的一个实施例中，传感器401被布置到房间的墙壁，例如在每张床403旁边，例如如图4A和图4B所呈现的每张床旁边一个传感器。附加传感器410还被布置到人们正在睡觉的被监测房间或区域。此附加传感器410能够感测并测量已经离开他们的床403的人。在这种情况下，附加传感器410的测量区域411大于监测床403的传感器401的测量区域。附加传感器410的测量区域411可以覆盖基本上整个房间。附加传感器411可以被布置到房间的天花板、墙壁和/或角落。

本发明的一个实施例涉及用于观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的传感器组件，传感器组件包括基于红外线的传感器(诸如PIR传感器)和基于雷达的传感器。传感器组件进一步包括用于处理传感器的测量信号的装置，诸如测量电子设备。基于红外线的传感器被配置成测量被监测区域并检测人在被监测区域中的移动。基于雷达的传感器被配置成测量被监测区域并检测人在被监测区域中的移动。传感器组件被配置成使用基于红外线的传感器来观察被监测区域中的移动并且使得基于雷达的传感器能够测量何时基于红外线的传感器无法观察被监测区域中的移动和/或由基于红外线的传感器在被监测区域中观察到的移动低于预定义的阈值水平。当不需要基于雷达的传感器时(例如，当基于雷达的传感器未检测到任何移动时或者当不需要准确的测量结果时)，可以禁用基于雷达的传感器。然后，可以用基于红外线的传感器继续对区域进行监测。

在本发明的一个实施例中，传感器组件被配置成当基于红外线的传感器能够观察到被监测区域中的移动和/或由基于红外线的传感器在被监测区域中观察到的移动高于预定义的阈值水平时禁用基于雷达的传感器。

在本发明的一个实施例中，基于红外线的传感器的测量区域被布置和/或限制为使得基于红外线的传感器无法观察到某个高度以下的移动(例如，在地板水平上)。

在本发明的一个实施例中，传感器组件包括被配置成为传感器组件提供能量的电池。在本发明的一个实施例中，传感器组件包括被配置成为传感器组件和/或电池提供能量的市电电源。

在本发明的一个实施例中，传感器组件结构包括其中可以放置传感器组件的附接结构，其中附接结构可固定到墙壁或天花板。在本发明的一个实施例中，传感器组件无需任何工具即可从附接装置移除，例如以用于为传感器组件的电池充电。传感器组件或用于传感器组件的附接结构可以被布置到墙壁，例如在距地板水平1.5m的高度处或高于该高度。

在本发明的一个实施例中，基于雷达的传感器被配置成基于测量信号来确定对象及其距传感器的方位角、仰角和/或距离。

在本发明的一个实施例中，传感器组件被配置成至少通过使得确定测量信号的相位以便观察对象的移动诸如心跳和/或呼吸的方式过滤测量信号来分析测量信号。

在本发明的一个实施例中，传感器组件被配置成通过人的确定的仰角来检测人的倒下和/或坐下，例如使得当人的仰角低于特定阈值仰角值时，人可以被确定为倒下。

在本发明的一个实施例中，基于雷达的传感器是被配置成例如用诸如调频连续波(FMCW)的连续波雷达技术来观察对象的仰角、方位角、移动和/或距离的雷达传感器。

在本发明的一个实施例中，传感器组件包括用于检测传感器的姿势的装置，诸如加速度传感器，并且传感器被配置成当确定人距传感器的方位角、仰角和/或距离时考虑传感器的姿势。

本发明的一个实施例还涉及用于利用传感器组件来观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的方法，传感器组件包括基于红外线的传感器(诸如PIR传感器)和基于雷达的传感器，传感器组件进一步包括用于处理传感器的测量信号的装置，诸如测量电子设备。基于红外线的传感器测量被监测区域并且检测人在被监测区域中的移动。基于雷达的传感器测量被监测区域并检测人在被监测区域中的移动。传感器组件使用基于红外线的传感器来观察被监测区域中的移动并且使得基于雷达的传感器能够测量何时基于红外线的传感器无法够观察到被监测区域中的移动和/或由基于红外线的传感器在被监测区域中观察到的移动低于预定义的阈值水平。

本发明的一个实施例还涉及一种用于观察待监测区域中的一个或多个待监测对象的存在、位置、移动和/或姿势的***。该***包括至少一个根据本发明的传感器组件，其中一个或多个传感器组件装配在被监测区域中，例如在地板、墙壁和/或天花板上。

在本发明的一个实施例中，***包括至少两个本发明的所述传感器组件，并且***被配置成基于至少两个传感器组件的测量信号来检测和测量被监测区域中的人，该传感器组件可以监测相同区域和/或不同区域。

在本发明的一个实施例中，***被进一步适配成如果人被解释为已经倒下和/或如果被监测人的生命机能诸如被监测人的跟踪心跳和/或呼吸不在预定义的极限内则发送倒下的通知。

在本发明的一个实施例中，通知和/或倒下通知是向监测对象的健康的人和/或组织发送警报或消息，例如作为消息发送到电话、作为警报和/或例如发送给护士、亲属或急救中心。

在本发明的一个实施例中，***被适配成使用有线或无线通信装置向前发送从对象导出的信息。

在本发明的一个实施例中，传感器、传感器组件和/或传感器***包括至少一个光源，例如LED光源，其中传感器组件被配置成当传感器观察到站立的人(例如，在一天中的某个时间)时和/或当被测量区域中的光水平低时启用光源。传感器组件可以包括用于测量被测量区域中的光水平的装置。

通常，基于雷达的传感器比基于红外线的传感器消耗更多的能量。具有包括基于雷达的传感器和基于红外线的传感器两者的传感器组件的实施例的解决方案能够降低监测解决方案的能量消耗并且因此使得传感器组件能够例如由电池电源供电。在本发明的解决方案中，传感器组件使用基于红外线的传感器来观察被监测区域中的移动并且使得基于雷达的传感器能够仅当需要基于雷达的传感器时(例如，当需要更准确或更详细的测量时)进行测量。这可以例如在将基于红外线的传感器的测量区域布置和/或限制为使得基于红外线的传感器无法观察到某个高度以下的移动(例如，在地板水平上)的情况下实施。在这种情况下，基于红外线的传感器无法观察到被监测区域中的移动和/或由基于红外线的传感器在被监测区域中观察到的移动低于预定义的阈值水平，并且可以用基于雷达的传感器例如对倒下的人进行更准确的测量。在这种情形下，使用基于雷达的传感器，并且当不需要准确的测量时，可以禁用基于雷达的传感器，并且可以用基于红外线的传感器来监测区域。

对于本领域技术人显而易见的是，本发明的不同实施例不仅仅限于上述示例，并且它们因此可以在下文所呈现的权利要求的范围内发生变化。结合其他特性特征可能呈现在说明书中的特性特征必要时也可以彼此分开使用。

Claims (28)

1.一种用于观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的传感器，其特征在于，

所述传感器(101，301，401)包括用于处理所述传感器的测量信号的装置诸如测量电子设备以及用于传送测量结果和/或与所述测量结果相关的数据以供进一步处理的装置，

其中所述传感器(101，301，401)是基于雷达的传感器，诸如基于调频连续波MIMO雷达的传感器，所述基于雷达的传感器被配置成检测所述被监测区域中的人(206)并且测量和检测被监测人(206)的位置、速度和/或形状，并且

其中所述传感器(101，301，401)包括用于检测所述传感器的取向的装置，诸如加速度传感器，并且所述传感器(101)和/或***例如服务器被配置成当例如通过基于检测到的取向校正或考虑所述测量结果和/或通过传送所述检测到的取向来确定所述被监测人(206)的测量结果时考虑所述传感器的所述检测到的取向。

2.根据权利要求1所述的传感器，其中所述传感器(101)包括第一操作模式和第二操作模式，

其中在所述第一操作模式下，所述传感器被配置成跟踪所述被监测人(206)的移动，并且

在所述第二操作模式下，所述传感器被配置成测量和/或进一步分析与在所述第一操作模式下在其中观察到人(206)的移动的被测量区域的一部分相关的测量。

3.根据权利要求2所述的传感器，其中所述传感器(101)被配置成当所述第二操作模式被停用时基本上连续地使用所述第一操作模式或仅使用所述第一操作模式。

4.根据权利要求2或3所述的传感器，其中所述传感器(101)被配置成基于检测到所述被监测人(206)没有移动、已经倒下和/或所述被监测人(206)的速度比预定义的阈值更慢来启用所述第二操作模式。

5.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中所述传感器(101)被配置成基于检测到所述被监测人(206)未被确定为倒下、所述人(206)正在移动和/或所述被监测人(206)的速度比预定义的阈值更高来停用所述第二操作模式。

6.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中在所述第二操作模式下，所述传感器(101)被配置成以使得所述测量信号的相位被确定以便观察对象的移动诸如心跳和/或呼吸的方式来分析所述测量信号。

7.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中在所述第二操作模式下，所述传感器(101)和/或所述传感器的所述测量电子设备被配置成分析来自所述区域和/或所述区域周围一定距离的所述测量信号，所述测量信号与在所述第一操作模式下确定的所述人(206)的确定的方位角、仰角和/或距离相关。

8.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中所述传感器(101)被配置成通过所述人的所述确定的仰角来检测所述人(206)的倒下和/或坐下，例如使得当所述人(206)的所述仰角低于特定阈值仰角值时，所述人(206)可被确定为倒下。

9.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中所述传感器(101)是被配置成例如用诸如调频连续波(FMCW)的连续波雷达技术来观察对象的仰角、方位角、移动和/或距离的雷达传感器。

10.根据任一前述权利要求所述的传感器，其中所述传感器(401)被布置在床(403)旁边或上方，使得所述传感器的测量区域覆盖所述床(403)和/或躺在所述床上的人的至少一部分，并且所述传感器(401)被布置成测量所述床上的人。

11.一种用于观察被监测区域中的人的存在、位置、移动和/或姿势的方法，其特征在于，

在所述方法中使用传感器(101，301，401)，所述传感器包括用于处理所述传感器的测量信号的装置诸如测量电子设备以及用于传送测量结果和/或与所述测量结果相关的数据以供进一步处理的装置，其中所述传感器(101，301，401)是基于雷达的传感器，诸如基于调频连续波MIMO雷达的传感器，并且

在所述方法中，所述传感器(101，301，401)检测所述被监测区域中的人(206)并且测量和检测被监测人的位置、速度和/或形状，并且

其中所述传感器(101，301，401)包括用于检测所述传感器的取向的装置，诸如加速度传感器，并且当例如通过基于检测到的取向校正或考虑所述测量结果和/或通过传送所述检测到的取向来确定所述被监测人(206)的测量结果时，所述传感器和/或***例如服务器考虑所述传感器的所述检测到的取向。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述方法包括用于所述传感器的第一操作模式和第二操作模式，

其中在所述第一操作模式下，所述传感器跟踪所述被监测人(206)的移动，并且

在所述第二操作模式下，所述传感器测量和/或进一步分析与在所述第一操作模式下在其中观察到人(206)的移动的被测量区域的一部分相关的测量。

13.根据权利要求12所述的方法，其中当所述第二操作模式被停用时，所述传感器(101)基本上连续地使用所述第一操作模式或仅使用所述第一操作模式。

14.根据权利要求12或13所述的方法，其中所述传感器(101)基于检测到所述被监测人(206)没有移动、已经倒下和/或被监测人的速度比预定义的阈值更慢来启用所述第二操作模式。

15.根据权利要求11至14中任一项所述的方法，其中所述传感器(101)基于检测到所述被监测人(206)未被确定为倒下、所述人正在移动和/或所述被监测人的速度比预定义的阈值更高来停用所述第二操作模式。

16.根据权利要求11至15中任一项所述的方法，其中在所述第二操作模式下，所述传感器(101)以使得所述测量信号的相位被确定以便观察对象的移动诸如心跳和/或呼吸的方式来分析所述测量信号。

17.根据权利要求11至16中任一项所述的方法，其中在所述第二操作模式下，所述传感器(101)和/或所述传感器的所述测量电子设备分析来自所述区域和/或所述区域周围一定距离的所述测量信号，所述测量信号与在所述第一操作模式下确定的所述人(206)的确定的方位角、仰角和/或距离相关。

18.根据权利要求11至17中任一项所述的方法，其中所述传感器(101)通过所述人(206)的所述确定的仰角来检测所述人的倒下和/或坐下，例如使得当所述人的所述仰角低于特定阈值仰角值时，所述人可被确定为倒下。

19.根据权利要求11至18中任一项所述的方法，其中所述传感器(101)是被配置成例如用诸如调频连续波(FMCW)的连续波雷达技术来观察对象的仰角、方位角、移动和/或距离的多普勒雷达传感器，诸如毫米波多普勒雷达传感器。

20.一种用于观察被监测区域中的一个或多个对象的存在、位置、移动和/或姿势的***，

其特征在于，所述***包括根据权利要求1至10所述的至少一个传感器，

其中所述一个或多个传感器装配在所述被监测区域中，例如装配在地板、墙壁和/或天花板上。

21.根据权利要求20所述的***，其中所述***包括至少两个传感器(101)，并且所述***被配置成基于至少两个传感器的测量信号来检测和测量所述被监测区域中的所述人(206)，所述传感器可监测所述被监测区域的相同区域和/或不同部分。

22.根据权利要求21所述的***，其中所述传感器(101)的传输以使得所述传感器(101)能够观察同一人(206)和/或同一房间的方式以交错的方式同步并进行。

23.根据权利要求20至22中任一项所述的***，其中所述***被进一步适配成如果人(206)被解释为已经倒下和/或如果所述被监测人(206)的生命机能诸如所述被监测人的跟踪心跳和/或呼吸不在预定义的极限内则发送倒下的通知。

24.根据权利要求20至23中任一项所述的***，其中所述通知和/或倒下通知是向监测所述对象的健康的人和/或组织发送警报或消息，例如作为消息发送到电话(302)、作为警报和/或例如发送给护士(303)、亲属或急救中心。

25.根据权利要求20至24中任一项所述的***，其中所述传感器或所述***包括或连接到基于无线电的识别装置，例如基于蓝牙、低功耗蓝牙(BLE)或Zigbee的装置，并且所述传感器或***被配置成使用所述基于无线电的识别装置来识别和/或定位人或所述人所携带的设备或协助识别和/或定位所述人。

26.根据权利要求20至25中任一项所述的***，其中所述传感器或所述***包括或连接到基于摄像机的识别装置，例如监控摄像机，并且所述传感器或所述***被配置成使用所述基于摄像机的识别装置来识别人。

27.根据权利要求20至26中任一项所述的***，其中所述传感器(401)被布置在床(403)旁边或上方，使得所述传感器(401)的测量区域覆盖所述床(403)和/或躺在所述床上的人的至少一部分，并且所述传感器(401)被布置成测量所述床(403)上的人。

28.根据权利要求27所述的***，其中所述***包括至少一个附加传感器(410)，所述至少一个附加传感器被布置到其中用传感器(401)监测床(403)的房间，并且所述附加传感器(410)或多个附加传感器的所述测量区域被布置成使得所述测量区域覆盖基本上整个房间和/或所述附加传感器或多个传感器被布置成测量和/或感测至少在床区域外的人。