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智慧工厂

毫米波跌倒监测

第一章 项目背景与行业痛点

1.1 项目背景

随着人口老龄化、社区居家养老服务发展以及公共照护设施智能化建设,针对老年人、行动不便人员、康复人员及其他需要安全看护群体的活动状态监测需求不断增加。跌倒、夜间离床、长时间滞留和异常静止等事件,是室内人员安全监护的重要关注内容。

在养老机构、居家环境和康养设施中,人员日常活动涉及站立、行走、坐下、躺卧、翻身、起床、离床及室内移动等多种行为。部分人员可能在夜间起床、床边转移、卫生间活动或室内行走过程中出现失去平衡、滑倒、跌落或其他异常情况。

传统室内安全监护主要依靠人工巡查、紧急呼叫按钮、可穿戴设备、床垫压力传感器及视频监控等方式。人工巡查无法提供连续实时状态;紧急按钮需要使用者主动操作;可穿戴设备可能出现忘记佩戴、电量不足或佩戴不适等问题;视频监控在卧室、卫生间等私人空间中存在明显的隐私顾虑。

毫米波雷达通过发射和接收射频信号,利用目标反射回波中的距离、速度、角度及其他变化信息,对人体活动进行非接触式感知。采用适当的雷达架构和信号处理算法,可以在指定监测区域内实现人体存在检测、位置跟踪、运动状态估计以及部分人体姿态和行为变化识别。

毫米波跌倒监测方案采用毫米波雷达传感器、信号处理模块、人体目标跟踪算法、行为状态识别模型、区域管理规则和远程报警平台,对室内人员活动状态、跌倒事件、离床事件及滞留时长开展连续监测。

系统通过对人体运动轨迹、空间位置、高度变化、速度变化和事件前后状态进行联合分析,辅助识别可能发生的跌倒、离床异常和长时间滞留,并将相关监测结果发送至看护平台或授权人员。

本方案以非接触式活动安全监测为主要定位,不承诺识别全部跌倒情形,也不将雷达输出的单次姿态变化直接认定为确定性跌倒事件。系统的实际有效范围、漏报率、误报率及事件延迟,需要通过具体硬件、算法和现场条件进行验证。

1.2 室内人员跌倒的主要风险场景

1.2.1 床边起身跌倒

人员从床上转移至站立状态时,可能因平衡能力不足、身体状态变化或环境障碍出现失稳。跌倒位置可能位于床边、床尾或床侧通道。

1.2.2 室内行走跌倒

人员在卧室、起居室或其他室内通道行走过程中,可能因地面湿滑、障碍物或步态异常发生跌倒。

1.2.3 卫生间跌倒

卫生间可能存在潮湿地面、空间狭窄和较多固定设施。人员在转身、坐下或起身时可能发生跌倒。

卫生间通常属于隐私敏感空间,适合评估非图像式监测技术的应用条件。

1.2.4 缓慢滑落或姿态失稳

部分异常事件并非快速站立跌倒,而是从椅子、床沿或其他位置缓慢滑落至地面。

这类事件可能缺少明显的高速下降特征,需要结合最终姿态、空间位置和持续状态分析。

1.2.5 夜间离床后异常滞留

人员夜间离床后,可能因跌倒、身体不适、方向感异常或其他原因长时间未返回床位。

离床持续时间异常不等于一定发生跌倒,但可以作为需要看护人员进一步核查的事件。

1.3 传统监护方式的主要痛点

第一,依赖人工巡查难以连续覆盖夜间和无人值守时段。

第二,佩戴式设备需要长期佩戴和维护,部分人员可能不愿意使用或忘记佩戴。

第三,紧急呼叫按钮依赖人员主动求助,部分跌倒或意识异常场景可能无法及时触发。

第四,摄像头可能引起隐私顾虑,尤其不适用于部分卧室、卫生间及私密生活空间。

第五,简单人体存在传感器难以区分站立、行走、卧床和跌倒状态。

第六,床垫压力开关虽然能够监测床面受力变化,但通常无法独立追踪人员离床后的位置和活动。

第七,单纯根据人体高度下降判断跌倒,容易将坐下、弯腰、蹲下或主动躺卧误判为异常。

第八,室内家具遮挡、多人同时活动、宠物进入以及雷达目标短暂丢失,均可能影响自动监测结果。

1.4 毫米波雷达监测的技术价值

毫米波雷达不需要采集能够直接呈现面部和生活画面的视频图像,在隐私敏感的室内空间具有一定应用优势。

在具备有效探测条件时,雷达可持续获取人体目标的距离、位置、运动和部分姿态相关特征,为自动跌倒识别、离床分析和区域滞留监测提供数据基础。

但毫米波雷达并非能够无条件穿透所有遮挡物,也不能在任意多人环境下稳定识别每个人的行为。实际监测能力取决于雷达配置、安装方式、算法性能和现场环境。

1.5 项目建设必要性

建设毫米波跌倒与离床滞留在线监测系统,有助于为需要看护的人员提供辅助安全监测手段,并形成异常事件的时间记录和通知机制。

通过持续分析活动状态、跌倒候选事件、离床持续时间和指定区域滞留情况,可以为看护人员的针对性核查和响应提供信息支持。

第二章 建设目标与监测目标

2.1 总体建设目标

建立面向室内人员安全看护的毫米波雷达非接触监测体系,实现人体活动状态感知、跌倒事件识别、床位占用及离床状态判断、滞留时长统计、异常预警和远程管理。

系统通过雷达感知、人体目标跟踪、行为时序分析、区域事件规则和看护平台协同运行,辅助提高人员异常活动事件的发现能力。

2.2 人体活动状态监测目标

在经过验证的有效监测区域内,识别人体存在、移动、静止以及具备算法支持的站立、坐下、卧躺和其他活动状态。

不同姿态分类能力应根据实际雷达和算法版本进行确认。

2.3 跌倒事件监测目标

通过人体位置变化、垂向运动、姿态变化、事件持续时间及跌倒后状态等特征,识别符合模型条件的跌倒候选事件。

系统应尽量区分跌倒、正常坐下、主动躺卧和弯腰等相似动作,并针对实际场景测试漏报和误报。

2.4 离床事件监测目标

通过设置床位区域及周围活动区域,分析目标从床位占用状态转换至床外状态的过程,形成离床事件。

对于床边停留、人员短暂坐起和离床后返回,应进行明确状态区分。

2.5 离床持续时间监测目标

系统记录有效离床事件的开始时间、结束时间和持续时长。

对于超过项目设定关注时间的离床事件,生成异常滞留或长时间未归床提示。

2.6 指定区域滞留监测目标

根据实际场景设置卫生间、床边、房间入口、走廊或其他关注区域,统计人体目标在相应区域内的持续停留时间。

滞留时长应与人员身份识别能力和目标跟踪可靠性相匹配。

2.7 跌倒后持续状态监测目标

当系统识别疑似跌倒后,可持续关注该位置是否仍有人体目标,以及目标是否发生明显移动、起身或离开。

持续静止属于辅助特征,不能独立证明人员失去意识或发生严重伤害。

2.8 生命体征扩展目标

系统架构可预留呼吸、心率等非接触生命体征算法接口。

该部分不属于本方案默认验收的核心功能,须根据专用算法、适用距离、人体姿态、运动条件和参考测量设备单独验证。

2.9 异常通知与看护管理目标

系统支持跌倒候选事件、长时间离床、异常滞留和设备故障等信息通知,并记录看护人员确认及处理过程。

第三章 需求分析

3.1 监测对象需求

本方案主要面向单人居住空间、养老机构房间、康养公寓、非诊疗性看护区域及其他室内人员活动空间。

不同场景在房间面积、床位数量、家具布局、人员活动方式和隐私要求方面存在差异,需要分别进行安装和算法适配。

3.2 核心监测参数需求

监测类别 监测内容 主要用途 配置要求
人体存在 存在、未检测到、未知 基本活动状态感知 核心必选
活动状态 移动、静止、姿态类别 活动变化分析 核心必选
跌倒监测 跌倒候选、报警、事件解除 异常跌倒识别 核心必选
床位状态 在床、床边、离床、未知 床位活动分析 核心必选
离床时长 离床持续时间 异常未归床监测 核心必选
区域滞留 区域进入、停留、离开、持续时长 指定区域安全监测 核心必选
动态特征 距离、速度、运动轨迹、高度估计 行为识别基础 按算法配置
事件辅助 事件后静止、起身及目标丢失 提高事件研判能力 建议配置
设备状态 雷达在线、遮挡、通信、供电状态 监测可靠性管理 建议配置
生命体征 呼吸率、心率及信号质量 独立验证的扩展功能 另行选配与验收

3.3 跌倒事件需求

系统应具备持续采集和行为变化分析能力,并对跌倒候选事件形成时间序列记录。

应重点验证快速跌倒、床边跌落、缓慢滑落及部分非典型跌倒场景的识别表现。

实际可检测跌倒类型必须以产品测试及现场验证结果为准。

3.4 离床监测需求

系统应能够配置床位区域,并识别目标从床位占用状态转移至床外的事件。

当床位遮挡严重或多人共同使用床位时,应评估雷达离床检测能力是否满足实际需求。

床位占用状态不能简单由人体存在信号直接推断,应综合区域位置和运动状态判断。

3.5 滞留时间监测需求

系统应支持为不同区域设置独立的时间统计规则。

对于卫生间滞留、床边停留和离床未归等不同事件,应分别确定时间起点、结束条件、短时离开处理和报警阈值。

滞留时间异常不应直接等同于疾病或事故诊断。

3.6 多人环境需求

在多人同时活动的环境中,雷达可能出现目标遮挡、轨迹交叉和目标关联错误。

若项目需要多人监测,应采用明确支持多目标检测与跟踪的硬件和算法,并通过实际场景测试确认能力。

普通人体存在雷达不能自动推定为具备多人跌倒识别能力。

3.7 宠物与移动物体干扰需求

宠物、扫地设备、风扇、窗帘及其他运动物体可能产生雷达反射变化。

应通过人体目标特征、空间高度和时序模型进行干扰抑制,并验证相应条件下的误报情况。

3.8 隐私与数据安全需求

系统可在不采集生活视频图像的情况下实现部分人体状态监测,但人体活动轨迹、房间位置和异常事件仍可能属于个人信息。

应遵循数据最小化、授权访问、必要留存和安全传输原则。

3.9 可靠性与失效提示需求

当雷达失效、通信中断、监测范围被严重遮挡或无法可靠识别目标时,系统应输出监测异常或未知状态。

不得将目标丢失直接解释为人员已经离开房间或处于安全状态。

第四章 总体解决方案

4.1 总体设计思路

毫米波跌倒监测系统采用雷达信号感知、人体目标检测、空间位置跟踪、姿态与行为识别、床位及区域规则管理和远程报警平台相结合的技术路线。

在经过现场勘察的室内位置安装毫米波雷达监测设备,对有效视场内的人员活动进行持续感知。

雷达信号处理模块根据回波获得距离、速度、角度及其他可用特征,并通过人体目标识别和跟踪算法形成目标活动轨迹。

系统进一步分析人体高度变化、运动速度、区域位置和连续状态,识别跌倒候选事件、床位离开和指定区域滞留。

异常事件通过通信网络上传至管理平台,由平台完成事件展示、消息通知和处理记录。

4.2 毫米波雷达感知单元

采用满足适用无线电管理要求的毫米波雷达传感器,实现有效区域内人体目标感知。

雷达频段、发射功率、带宽和天线配置应以实际产品射频合规条件及应用需求确定。

4.3 人体目标检测单元

通过距离、多普勒、角度和反射特征分析,识别可能属于人体的有效目标。

系统应对固定背景反射和部分非人体运动目标进行适当处理。

4.4 人体活动状态分析单元

通过目标轨迹、速度和姿态相关特征,输出人体移动、静止及具备模型支持的姿态状态。

4.5 跌倒识别单元

结合人体快速高度变化、垂向运动、最终姿态、地面接近程度和事件后持续状态进行分析。

对于缓慢滑落等缺乏明显快速运动特征的情况,可配置不同的候选事件识别规则。

4.6 离床与区域滞留分析单元

根据床位几何区域及房间功能分区,识别床位占用变化和指定区域内的持续停留事件。

系统通过时间戳管理,统计离床时长和滞留时长。

4.7 报警及看护管理单元

将跌倒候选事件、长时间离床、异常滞留和设备故障等事件发送至授权的看护管理平台。

平台支持事件确认、处置记录和统计分析。

4.8 系统定位与使用边界

本方案属于室内非接触式人员活动安全监测技术,适用于辅助看护和异常事件提示。

不保证所有跌倒都能被检测,不代替护理巡查、紧急呼叫、医学诊断及其他必要的安全措施。

第五章 系统架构设计

5.1 系统总体架构

系统由毫米波感知层、雷达信号处理层、行为识别层、边缘采集层、通信网络层和业务管理平台组成。

主要数据链路为:毫米波雷达→人体目标检测与跟踪→活动状态分析→跌倒及离床滞留事件识别→通信网络→监测管理平台→看护人员通知。

5.2 毫米波感知层

感知层负责发射和接收雷达信号,获取有效视场内目标反射信息。

5.3 信号处理层

信号处理层通过距离处理、多普勒分析、角度估计及杂波抑制等方法,获得人体目标的空间和动态特征。

5.4 人体目标跟踪层

对连续时刻检测到的目标进行关联,形成位置轨迹和目标运动状态。

应对目标短暂丢失、多人交叉和遮挡情况设置相应的跟踪管理规则。

5.5 行为识别层

根据目标位置、高度、速度、运动轨迹和时间序列,完成活动状态、跌倒候选和床位区域状态判断。

5.6 边缘采集层

边缘采集层负责事件时间标记、设备状态检查、必要的数据缓存及网络上传。

根据硬件能力,部分行为识别算法可在雷达设备内部直接执行。

5.7 通信网络层

通信网络可采用以太网、Wi-Fi或其他符合实际要求的方式。

实际数据传输方式应结合设备功耗、安装条件、网络可靠性和隐私安全要求选择。

5.8 平台服务层

平台服务层负责设备接入、实时状态管理、事件存储、规则引擎、异常通知和运维档案管理。

5.9 业务应用层

业务应用层提供房间状态、人员活动、跌倒报警、床位状态、离床时长、区域滞留及设备故障查询。

5.10 失效安全设计

当设备无法正常监测时,应明确显示监测能力受限,并采用相应通知或人工看护补充措施。

系统不能将监测设备离线期间没有报警视为没有发生异常事件。

第六章 监测内容与监测方法

6.1 人体存在状态监测

6.1.1 监测内容

系统检测指定区域内是否存在符合算法条件的人体目标。

状态建议包括检测到人体、未检测到人体和检测结果未知。

6.1.2 监测方法

利用雷达目标反射特征、运动信息和其他有效数据进行人体存在判断。

对于长时间静止人体,检测能力依赖实际雷达类型和算法设计,应单独验证。

6.2 人体活动状态监测

系统根据目标运动轨迹、速度和姿态特征识别移动、静止、站立、坐下、卧躺等实际支持的活动状态。

当算法无法可靠区分具体姿态时,应输出一般活动状态或未知状态,不应强制输出确定性分类。

6.3 室内活动轨迹监测

系统在有效视场内持续记录人体目标的位置变化,形成经过授权的活动轨迹信息。

轨迹可以辅助理解人员从床位到卫生间、门口或其他区域的移动过程。

雷达目标轨迹不等同于人的实名身份轨迹。

6.4 快速跌倒监测

对人体高度快速下降、位置变化明显且最终接近地面状态的运动过程进行候选检测。

系统结合事件后的稳定状态和空间位置进行进一步确认。

6.5 缓慢滑落监测

对于从床边、椅子或其他位置缓慢滑落的情况,可通过持续高度下降、最终低位姿态和区域变化等特征进行辅助识别。

由于其运动特征可能接近正常坐下或躺卧,识别能力需单独进行专项测试。

6.6 床边跌落监测

在床位周围设置重点监测区域,分析人员从床沿向地面发生异常位移的事件。

应区分主动下床、坐在床沿和跌落至床边地面的不同状态。

6.7 跌倒后持续状态监测

对于已生成的跌倒候选事件,系统可分析目标是否持续处于接近地面的低姿态,是否有明显运动或重新站起。

即使目标重新活动,也不能直接排除跌倒造成的损伤风险。

6.8 床位占用状态监测

根据床位位置和监测能力,判断目标是否处于指定床位区域。

对于床铺上存在被褥、家具遮挡或多人共同使用等情况,应评价床位状态识别的可靠性。

6.9 离床事件监测

当已关联目标从确认在床状态转移至床外状态,并满足持续时间及区域转换条件时,系统记录离床事件。

离床事件应与人体短暂坐起、床上翻身及雷达临时目标丢失进行区分。

6.10 归床事件监测

当目标从床外返回床位区域并满足确认条件时,系统记录归床事件。

对于多个目标同时存在的情况,应避免错误地将其他人员进入床位区域解释为原目标归床。

6.11 离床持续时间监测

系统根据离床开始和归床确认时间计算离床持续时间。

对于尚未归床的事件,以当前有效监测时间持续更新时长。

如果监测期间发生通信中断或目标关联失效,应明确标记计时结果的可靠性。

6.12 卫生间滞留监测

对设定的卫生间区域,监测人员进入、停留及离开事件。

当停留时间超过场景设定值时,平台可生成异常滞留关注事件。

对于有独立卫生间且存在雷达无法覆盖区域的场景,应合理配置独立雷达或采用其他经过验证的辅助传感器。

6.13 床边滞留监测

对床侧区域进行持续停留时间监测,分析人员是否在床边长时间停留。

应避免将正常整理床铺、坐在床边或护理人员操作直接判定为危险。

6.14 长时间静止监测

系统可统计检测到的人体目标在指定区域内持续缺少明显运动的时间。

长时间静止可能发生于睡眠、阅读、休息或其他正常活动,因此应结合区域类型和当前状态判断。

6.15 离开监测区域事件

当目标从有效监测区域内消失时,系统可结合门口区域及运动轨迹记录可能离开事件。

如果无法确认目标是否通过出口离开,应显示目标丢失或状态未知,而不是直接认定人员离开房间。

6.16 多目标状态监测

对于支持多目标跟踪的设备,可同时处理多个目标的活动状态。

多人跌倒监测和各自的离床滞留统计需要额外验证轨迹关联准确性。

6.17 监测数据分类

数据类别 主要内容 应用方向
存在状态 检测到、未检测到、未知 人体存在感知
活动状态 移动、静止、支持的姿态类别 活动分析
跌倒事件 候选状态、发生时间、区域、置信度 异常事件识别
床位状态 在床、床边、离床、未知 离床监测
离床时长 持续时间、开始时间、归床时间 离床管理
区域滞留 区域编号、进入时间、持续时间 异常停留分析
运动特征 位置、速度、高度估计、轨迹 行为分析基础
设备状态 在线、遮挡、故障及通信状态 可靠性管理
生命体征扩展 按验证结果另行定义 非默认功能

第七章 技术原理与算法模型

7.1 毫米波雷达感知原理

毫米波雷达通过发射射频信号并接收目标反射回波,分析回波与发射信号之间的频率、相位及时间变化,获取目标距离、径向速度或角度等信息。

适用于人体行为监测的雷达可采用调频连续波技术及其他经过验证的射频感知方式。

雷达实际感知能力取决于射频带宽、天线阵列、信号处理算法及环境反射条件。

7.2 距离测量原理

对于理想的线性调频连续波雷达,在忽略或补偿目标运动耦合等影响的情况下,可通过拍频估算目标距离。

设调频斜率为S、拍频为fb、光速为c,则距离近似表示为R=c×fb/(2S)。

该关系属于基本测距模型,实际系统需要结合雷达波形、采样和信号处理方式进行实现。

7.3 多普勒测速原理

对于雷达目标沿视线方向发生运动的情况,可通过多普勒频移估算目标径向速度。

设波长为λ、多普勒频率为fd,则径向速度近似为v=λ×fd/2,正负号根据系统约定确定。

单一径向速度不能完整表示人体真实三维运动方向,需要结合多角度信息或连续轨迹分析。

7.4 角度与空间位置估计

对于具有适当接收天线阵列的雷达,可通过多通道信号的相位差及阵列处理算法估计目标方位角。

具备俯仰角估计能力的设备,还可根据距离、方位角和俯仰角计算空间位置。

若设备仅输出二维位置,则不能未经验证直接声称能够测量人体真实高度。

7.5 人体点云提取

系统可通过距离、速度和角度处理形成目标点云,并通过聚类方法将可能属于同一人体的反射点进行关联。

人体点云的数量、位置和稳定性受到距离、姿态、服装、遮挡及雷达参数影响。

点云并不等同于人体精确三维轮廓。

7.6 背景杂波处理

室内墙壁、地面、床架及家具可能产生稳定或多径反射。

系统通过背景建模、杂波抑制及目标连续性分析减少部分干扰。

静态杂波抑制过强时可能削弱对长时间静止人体的检测,需要根据监测目标进行适当设计。

7.7 人体目标跟踪模型

对连续帧中的人体候选目标进行位置和速度关联,形成目标轨迹。

可采用适用的状态预测、数据关联与轨迹管理算法。

当目标短暂遮挡或丢失时,应保留有限时间的轨迹预测,但不能无限期将预测位置当作真实观测结果。

7.8 活动状态识别模型

系统根据速度、位移、轨迹变化和其他有效姿态特征,对目标进行活动状态分类。

对于模型能够识别的类别,可输出站立、行走、坐下、躺卧或其他活动状态。

分类结果应具有置信度或数据质量信息,并对无法可靠识别的情况输出未知状态。

7.9 人体高度变化分析

对于具备空间高度估计能力的设备,可通过人体点云的代表高度、目标中心高度或其他稳定特征分析垂向变化。

不同高度特征不能完全等同于人体实际身高或头部高度。

高度阈值应结合安装方式、地面位置、家具和人体活动场景进行标定。

7.10 跌倒候选事件模型

跌倒识别可采用运动阶段分析和事件后状态确认相结合的方法。

首先识别目标可能出现的快速高度下降、姿态变化或异常运动轨迹。

随后根据目标最终位置、低姿态持续情况及运动状态,判断是否构成跌倒候选事件。

实际系统可采用规则模型、统计模型或经过训练与验证的行为识别模型。

7.11 正常动作与跌倒区分

坐下、蹲下、主动躺卧和弯腰可能产生与跌倒相似的雷达特征。

系统应结合目标所在区域、动作发生前后的高度、运动轨迹、最终姿态及持续时间进行区分。

例如,人员在床位区域内主动躺卧与在房间地面突然下降,应被视为不同的场景候选。

但在复杂遮挡和非典型动作下仍可能出现误判。

7.12 缓慢跌倒辅助识别

对于缓慢失去平衡、沿家具滑落等事件,速度峰值可能不明显。

可通过低位姿态形成过程、持续接近地面状态及区域变化等特征进行补充判断。

这种能力应作为专项测试内容,不能由普通快速跌倒检测结果直接推定。

7.13 跌倒后状态确认

对于初步识别的跌倒候选事件,可在规定时间窗口内继续观察目标是否保持低姿态、是否发生明显运动或重新站起。

事件确认时间需要在误报抑制和报警延迟之间取得平衡。

系统不应为了等待长时间静止证据而对明显高风险候选事件产生不合理的通知延迟。

7.14 床位区域建模

根据实际床位长度、宽度、位置和雷达坐标系定义床位区域。

必要时增加床边过渡区域、床尾区域及床外活动区域。

床位位置发生移动或雷达重新安装后,应重新进行区域标定。

7.15 离床状态机

建议将离床监测设计为在床确认、起身候选、床边过渡、离床确认、床外持续、归床候选及归床确认等状态。

通过合理的时间确认和轨迹连续性条件,减少翻身、坐起和短暂目标丢失造成的错误离床事件。

在目标关联不可靠时,应进入未知状态,而不应强制判断离床或归床。

7.16 离床时长计算

对于有效离床事件,设离床确认时间为t1,归床确认时间为t2,则离床时长D=t2-t1。

当人员尚未归床时,可按照当前有效时间计算持续离床时长。

实际应用应规定计时起点、暂停条件和数据中断处理方式。

7.17 区域滞留时长计算

系统对进入指定区域的目标建立持续停留记录。

设目标首次有效进入时间为te,确认离开时间为tx,则滞留时间为Dwell=tx-te。

对于目标在区域边界附近反复移动的情况,可采用合理的区域滞回和短时离开合并机制,减少重复触发。

7.18 长时间静止分析

对同一目标在规定时间内的位置变化和运动特征进行统计,识别持续低活动状态。

静止时长可以作为滞留事件的辅助信息,但不能直接说明人员失去意识。

7.19 多人目标关联分析

多人环境下需要对多个目标分别维护位置和状态。

目标交叉、遮挡或同时进入床位区域时,可能导致目标身份关联错误。

对于无法保持可靠关联的情况,应降低个人级事件判断置信度,并避免将其他人员活动误认为被看护对象的行为。

7.20 宠物与非人体干扰分析

系统可根据目标高度、速度模式、点云特征和运动轨迹等信息减少非人体目标造成的误判。

在存在大型宠物或复杂运动物体的场景中,应进行专项测试,不应默认能够完全消除干扰。

7.21 生命体征扩展算法边界

毫米波雷达在一定条件下可利用胸腹部微小运动的相位变化辅助估算呼吸频率,并通过适用信号处理方法研究心率相关微运动特征。

但人体运动、姿态、距离、衣物、多人干扰和环境振动可能影响测量结果。

呼吸及心率监测必须针对具体硬件、算法和使用条件开展独立测试,必要时与合适的参考测量设备进行比较。

本方案不默认提供呼吸暂停诊断、心律失常识别、生命体征医疗报警或其他临床诊疗功能。

第八章 系统功能设计

8.1 人体存在实时监测

系统实时显示指定区域内是否检测到人体,并记录状态更新时间。

8.2 人体活动状态显示

平台展示移动、静止和经验证支持的姿态类别,支持状态变化记录。

8.3 人体位置监测

系统可根据设备能力展示目标所在的房间区域及位置变化。

对于无法可靠获得目标位置的设备,不应提供超出实际精度能力的位置显示。

8.4 跌倒候选检测

系统对符合算法条件的跌倒相关动作生成候选事件,并记录事件时间和区域。

8.5 跌倒报警

当候选事件满足经过验证的确认条件时,生成跌倒报警,并向授权人员发送信息。

可根据项目需要设置不同事件确认策略,但应明确其对漏报和报警延迟的影响。

8.6 跌倒后状态跟踪

平台可显示跌倒候选事件后的人体活动变化、持续低姿态及重新起身等信息。

8.7 床位占用监测

系统显示床位在床、离床、床边过渡和未知等状态。

8.8 离床事件识别

根据床位区域和目标轨迹识别人员离床,并记录离床开始时间。

8.9 归床事件识别

当目标返回床位并满足确认条件时,系统记录归床事件。

8.10 离床时长实时统计

平台持续显示当前有效离床事件的持续时间,并支持历史查询。

8.11 长时间未归床报警

当离床持续时间超过指定场景的关注阈值时,系统生成长时间未归床事件。

阈值应结合人员日常习惯、护理计划及场景需求配置。

8.12 区域滞留监测

支持为卫生间、床边、门口或其他区域配置滞留规则。

8.13 异常静止关注

当目标在需要重点关注的区域内持续保持低活动状态时,平台可生成关注事件。

该事件不等同于跌倒确认或医疗诊断。

8.14 夜间活动分析

可按照用户授权的时段分析夜间离床次数、离床持续时间和重点区域活动记录。

夜间活动统计用于辅助照护,不直接作为睡眠疾病诊断依据。

8.15 多区域监测

支持对床位区域、通行区域和重点关注区域分别设置监测规则。

8.16 多房间集中管理

平台支持按楼层、房间及设备编号集中查看监测状态。

8.17 设备故障诊断

监测设备在线、离线、通信异常、传感器故障和其他可获取的诊断状态。

8.18 报警事件记录

系统保存跌倒候选、离床超时、异常滞留及其他报警事件的时间和处理记录。

8.19 远程看护通知

支持按照事件类型和用户权限将异常通知发送至指定看护人员。

8.20 生命体征独立扩展接口

系统可预留呼吸和心率等算法结果的数据接口,但默认不将其作为本方案既有监测能力或报警功能。

扩展功能应完成独立验证后再启用。

第九章 硬件组成与配置方案

9.1 系统硬件组成

毫米波跌倒监测系统主要由毫米波雷达传感器、雷达信号处理模块、人体行为分析模块、通信模块、供电模块、安装附件及远程管理平台组成。

根据实际需求,可配置本地声光提示、人工呼叫按钮或其他经过验证的辅助看护设备。

9.2 毫米波雷达传感器

毫米波雷达传感器用于采集室内目标反射信号,获取有效的空间和动态特征。

应根据实际应用选择适用的测距、测速和角度估计能力。

需要人体高度估计或姿态识别时,应确认产品硬件和算法具有相应能力。

9.3 雷达信号处理模块

负责距离、多普勒、角度及其他必要的信号处理。

可与毫米波雷达芯片或监测终端集成。

9.4 行为识别处理模块

负责人体目标跟踪、活动状态识别、跌倒候选检测和区域事件分析。

算法可部署于设备本地或符合实际要求的边缘计算终端。

9.5 数据通信模块

用于传输设备状态、活动事件、区域信息和报警记录。

网络形式应根据实际安装条件和安全要求确定。

9.6 本地提示模块

可根据项目需要配置声音、灯光或其他适用的本地提示方式。

应结合使用场景考虑夜间噪声、误报影响以及人员接受程度。

9.7 供电模块

供电系统应满足雷达和处理模块的运行需求,并具备符合产品要求的电气保护。

9.8 安装支架及附件

可采用顶装、壁装或其他经验证的安装结构。

安装位置应满足雷达有效视场、人员活动路径和家具遮挡等要求。

9.9 主要硬件配置清单

序号 设备名称 主要作用 配置建议
1 毫米波雷达传感器 人体空间和动态感知 按有效监测区域配置
2 信号处理模块 距离、速度及角度分析 可与雷达集成
3 行为识别模块 活动、跌倒、离床识别 按算法能力配置
4 智能采集终端 数据处理、事件及通信管理 可与主机集成
5 通信模块 远程数据传输 按现场网络配置
6 供电及保护模块 提供稳定电源 按设备功耗配置
7 专用安装附件 安装固定和视场定位 按房间结构配置
8 本地提示设备 本地异常提示 按需求选配
9 人工呼叫装置 主动求助及辅助看护 按需求选配
10 辅助床位传感器 补充床位占用确认 按场景选配
11 服务器及管理平台 实时监测、报警与运维管理 集中部署

9.10 典型单房间配置

对于布局简单且能够满足有效覆盖要求的单人房间,可根据实际探测范围配置毫米波雷达监测设备。

若床位、卫生间和门口之间存在明显遮挡,应分别评估覆盖需求,必要时采用多雷达方案。

不应仅根据房间面积推定单台设备能够覆盖全部风险区域。

9.11 多雷达配置

对于面积较大、家具密集或存在独立卫生间的空间,可根据项目需求增加监测设备。

多雷达系统应考虑覆盖重叠、目标关联、同频干扰和不同设备之间的时间同步。

第十章 核心设备技术参数

10.1 毫米波雷达传感器技术参数

参数项目 参考技术要求 说明
检测原理 适用毫米波雷达感知技术 按产品架构选型
工作频段 按无线电合规及产品要求确定 可评估24GHz、60GHz及其他合法适用方案
射频带宽 待确认 影响距离分辨能力
发射功率 待确认 必须符合适用无线电管理要求
有效探测距离 待确认 需按人体姿态和安装场景验证
有效跌倒监测区域 待确认 需经过实际场景测试
距离分辨率 待确认 以产品测试结果为准
测速能力 待确认 应满足行为识别需求
方位角探测能力 待确认 需满足有效覆盖设计
俯仰角探测能力 按姿态算法需求配置 二维雷达不能直接替代三维测量
目标跟踪数量 待确认 应区分检测目标数与可靠跟踪人数
数据更新周期 待确认 与跌倒事件识别延迟相关
供电电压 待确认 按实际设备型号确定
功耗 待确认 按硬件及算法负载确认
工作温度 待确认 满足室内安装环境
防护等级 待确认 卫生间等环境需专项选型

10.2 人体活动状态监测参数

参数项目 参考技术要求
人体存在检测 支持
人体移动检测 支持
人体静止检测 按实际产品能力验证
站立、坐下、卧躺分类 按算法版本确认
活动状态更新周期 待确认
活动状态准确率 待确认,按类别分别测试
目标跟踪准确性 待确认,需覆盖遮挡和多人场景
未知状态处理 要求支持

10.3 跌倒事件监测参数

参数项目 参考技术要求 说明
跌倒候选事件检测 支持 核心功能
跌倒事件确认 支持可配置或经验证的规则 须控制误报与延迟
快速跌倒识别 应专项验证 不同姿态和区域分别测试
缓慢滑落识别 按算法能力选配 不得默认支持
床边跌落识别 应专项验证 与正常起床区分
事件识别延迟 待确认 按事件时间基准统计
跌倒检出率 待确认 以现场测试为准
跌倒误报率 待确认 应规定测试时长及分母
跌倒漏报率 待确认 应按真实阳性事件统计
事件区域位置 按雷达定位能力输出 需经过现场标定

10.4 离床及滞留监测参数

参数项目 参考技术要求
床位区域配置 支持
在床状态识别 支持并验证
离床事件识别 支持并验证
归床事件识别 支持并验证
离床时长统计 支持
区域滞留计时 支持
短时目标丢失处理 建议支持
时长单位 秒、分钟或小时
离床识别准确性 待确认,需按场景测试
滞留时间误差 待确认,需明确起止时间标注方式
超时规则 按护理及管理要求配置

10.5 数据处理及通信参数

参数项目 参考技术要求
事件时间戳 支持统一时间记录
实时状态上传 支持
跌倒事件上传 支持
离床事件上传 支持
滞留时长上传 支持
设备在线状态 建议支持
断网缓存 按产品能力配置
报警通知接口 支持或按项目选配
数据传输安全 按实际系统要求设计
配置权限管理 建议支持

10.6 生命体征扩展参数

参数项目 技术要求
呼吸率监测 按专用算法单独验证
心率监测 按专用算法单独验证
人体姿态适用条件 需单独验证
有效测量距离 需单独验证
运动干扰影响 需单独验证
多人同时测量 需单独验证
参考设备比较 应配置适用参考方法
医疗用途适用性 按用途、法规及产品注册情况确定

生命体征扩展功能不得因毫米波雷达能够检测人体微动而默认具备。呼吸率、心率等性能指标应通过独立试验确认。

10.7 产品参数说明

本章所列技术项目属于工程选型参考和功能要求,不代表某一具体产品已经具备全部功能。

有效检测距离、跌倒检出率、误报率、离床准确性和滞留统计能力,应根据产品实测数据及现场验收结果确定。

具有相同雷达频段和硬件规格的产品,其行为识别能力仍可能因天线结构、算法、安装方式和训练数据不同而存在明显差异。

第十一章 软件平台与数据展示

11.1 平台建设目标

建立毫米波跌倒与离床滞留在线监测平台,对人体活动状态、跌倒事件、床位状态、离床时长和区域滞留进行统一管理。

11.2 监测总览

平台首页展示接入房间数量、在线监测设备数量、当前跌倒候选事件、离床超时事件及设备故障状态。

11.3 房间实时状态界面

按照房间编号显示人体存在、活动状态和主要异常事件。

对于不具备实名身份关联的雷达系统,应使用匿名目标编号或房间级状态展示。

11.4 人体活动状态界面

显示实际支持的移动、静止及姿态状态,并保留更新时间。

11.5 跌倒事件界面

展示跌倒候选或报警事件的发生时间、区域、状态及相关处理记录。

11.6 跌倒后状态界面

对于已生成的候选事件,可显示目标后续活动情况和事件持续状态。

11.7 床位状态界面

系统展示在床、床边、离床和未知状态,并记录状态变化。

11.8 离床时长界面

显示本次离床开始时间、当前持续时间和历史离床记录。

11.9 区域滞留界面

展示人员在卫生间、床边等指定区域的停留时长及超时状态。

11.10 事件时间线

按照时间顺序展示离床、归床、活动变化、跌倒候选及其他异常事件。

11.11 房间区域示意图

平台可依据真实房间结构配置床位、门口及其他关注区域,并以简化示意方式展示监测状态。

示意图不应在没有充分定位依据时声称具有厘米级的实际人体位置精度。

11.12 历史活动统计

系统可统计指定时间内的离床次数、离床时长、区域滞留和报警事件。

统计数据仅用于辅助安全管理和行为观察,不直接用于医学诊断。

11.13 报警事件管理

平台支持事件确认、处理人记录、处理时间和事件关闭。

11.14 多房间集中管理

支持楼栋、楼层、房间和设备分级管理,便于养老机构或其他照护场所集中查看。

11.15 权限与隐私管理

按照管理职责控制房间状态、事件记录和历史活动数据的访问权限。

应避免向无关人员暴露个人活动信息。

第十二章 数据分析与智能应用

12.1 日常活动状态分析

通过记录人员在有效区域内的移动和静止情况,分析日常活动变化。

正常活动模式具有个体差异,不宜使用统一活动时间直接认定人员状态异常。

12.2 跌倒事件趋势分析

系统统计跌倒候选事件的时间、区域及处理结果,为持续优化算法和监测布点提供依据。

实际跌倒次数应以事件核实结果为准,不能直接将全部算法报警次数视为真实跌倒次数。

12.3 跌倒相似动作误报分析

对坐下、弯腰、蹲下、床边转移、主动躺卧等相似动作进行专项记录和误报分析。

通过优化事件时序、区域规则和模型参数,降低部分误判。

12.4 非典型跌倒分析

针对缓慢滑落、从坐姿跌落和被家具遮挡的跌倒事件,评估现有算法的适用范围。

对于无法可靠识别的场景,应通过实际测试明确覆盖局限,并考虑补充监测方式。

12.5 离床时间统计

平台可统计不同日期的离床次数、持续时间和归床时间。

对于深夜离床及长时间未归床事件,可按照实际照护需求生成关注信息。

12.6 离床活动轨迹分析

在具备有效目标跟踪能力的情况下,可分析目标离床后进入不同监测区域的顺序。

当目标关联失效时,应中断该目标的连续轨迹判断,避免编造或错误衔接活动路径。

12.7 区域滞留规律分析

系统可统计不同关注区域的停留时间分布,为看护人员了解需要核查的异常事件提供参考。

正常卫生间使用时间或床边停留时间存在明显个体差异,不宜设置统一的危险诊断阈值。

12.8 夜间活动变化分析

平台可根据授权的监测计划,对夜间离床次数和时长进行长期对比。

夜间离床频繁可能有多种原因,不能由毫米波雷达结果单独确定疾病或其他医学原因。

12.9 长时间静止分析

通过目标运动幅度和持续时间,识别指定区域内长时间低活动状态。

应结合睡眠、阅读、休息等正常场景以及跌倒候选事件共同分析。

12.10 多人干扰分析

记录看护人员进入、多人同时活动及目标交叉时的算法表现,分析误报和目标关联失败情况。

对于以单人监测为设计目标的系统,应明确多人进入时的功能限制。

12.11 宠物干扰分析

对有宠物的房间进行实际测试,评估宠物运动对人体存在、离床和跌倒事件的影响。

必要时调整安装高度、关注区域及目标分类策略。

12.12 告警响应分析

统计事件从算法检测到平台生成、通知送达和人工确认的时间。

应区分传感器识别延迟、网络传输延迟和人员处理时间。

12.13 数据质量分析

对设备在线率、目标丢失、监测范围异常和通信中断进行统计。

评估系统实际能够持续提供有效监测的时间比例。

12.14 生命体征扩展验证

如未来增加呼吸或心率监测,应独立评价不同姿态、距离、衣物、人体运动和多人环境下的测量结果。

生命体征算法不应通过跌倒监测验收直接视为已经达到有效性能要求。

第十三章 预警机制与决策支撑

13.1 预警设计原则

系统以有效监测、事件可追溯、误报与漏报均需评价、通知及时及人工核查为原则建立预警机制。

报警策略应结合使用人群和现场管理需求,不应仅通过一个固定姿态阈值决定全部事件。

13.2 跌倒候选预警

当人体运动及姿态变化满足跌倒候选规则时,系统生成初始事件。

根据实际产品设计,可继续进行短时状态确认,但应对报警延迟进行独立测试。

13.3 跌倒报警

当跌倒候选事件符合经验证的确认规则时,系统向授权人员发送报警。

报警内容应包含发生时间、房间或区域、事件类型和设备状态。

13.4 跌倒后持续低姿态预警

当目标在跌倒候选事件后持续处于低姿态或缺少明显活动时,可增强事件关注程度。

该状态不等于人员已经失去意识。

13.5 离床超时预警

系统在确认离床后开始计时,当持续时间超过设定阈值时生成离床超时事件。

阈值应根据个体照护需求确定,并允许授权管理人员调整。

13.6 重点区域滞留预警

当目标在卫生间或其他指定区域内持续停留超过设定时间时,可生成滞留关注事件。

滞留事件应与跌倒报警分开管理。

13.7 异常静止预警

当人员在需要重点关注的区域内长期静止,且符合专项规则时,可生成异常静止提示。

不得直接将静止等同于急症或意外。

13.8 设备故障预警

当雷达离线、目标监测能力异常或通信故障时,平台应产生设备故障提醒。

13.9 建议事件分类

事件类别 主要判断依据 建议处理方向
正常活动 有效监测未触发异常规则 持续观察
跌倒候选 存在跌倒相关运动和姿态特征 根据规则快速核查
跌倒报警 满足经验证的跌倒报警条件 及时联系或到场查看
离床事件 有效目标离开床位 记录状态与时长
离床超时 持续离床超过设定阈值 按照护规则核查
区域滞留 重点区域停留超时 核查人员实际情况
异常静止 低活动状态持续达到规则 结合场景复核
目标状态未知 目标丢失或无法可靠关联 检查监测条件
设备故障 通信、供电或感知异常 恢复监测能力

13.10 报警通知机制

系统可按照事件级别和人员权限配置通知对象及通知方式。

对于重要异常,应根据管理制度设置必要的人工核查流程。

13.11 报警升级机制

对于长时间无人确认的异常事件,可根据实际看护制度设置再次通知或升级处理规则。

通知成功不等于事件已经得到有效处理,应记录实际确认状态。

13.12 看护辅助决策

平台提供跌倒候选位置、事件时间、离床持续时间和相关活动变化,辅助看护人员判断是否需要现场查看。

实际应急处置应依据人员状态及现场情况进行。

13.13 医疗与急救边界

毫米波雷达活动监测不能独立判断骨折、脑卒中、意识障碍及其他医学情况。

如现场发现人员受伤、无反应、呼吸异常或其他紧急症状,应立即按照适用的急救和应急流程处理,而不能等待算法进一步确认。

第十四章 项目实施方案

14.1 现场勘察

实施前应调查房间尺寸、床位位置、墙壁材质、家具布局、门口位置、卫生间结构及主要活动路径。

重点识别容易出现遮挡或雷达信号干扰的区域。

14.2 监测对象与需求确认

根据实际看护需求确定主要监测对象、跌倒识别场景、离床管理需求和区域滞留规则。

单人房间和多人照护空间应分别设计。

14.3 雷达选型

根据房间结构、覆盖范围和行为识别需求选择适用的毫米波雷达设备。

需要跌倒姿态分析时,应重点确认空间高度估计能力和相关算法性能。

14.4 安装方式设计

根据产品适用条件选择顶部或侧面固定安装方式。

安装位置应避免明显遮挡,并兼顾床位、床边和重点活动区域。

14.5 有效视场验证

安装后应采用安全测试方式,验证房间主要活动位置的人体检测效果。

应检查床边、地面及墙角等区域是否存在监测盲区。

14.6 床位区域标定

按照实际床位几何位置设置在床区域、床边过渡区域和离床判断区域。

标定结果应与雷达坐标系一致。

14.7 滞留区域配置

根据实际需求设置卫生间、床边或其他重点区域。

区域边界应考虑雷达定位误差和人员实际活动方式。

14.8 跌倒识别调试

使用经过安全设计的动作测试,验证正常活动与跌倒模拟事件之间的区分能力。

测试人员应采用安全防护措施,不应让真实高风险人员参与危险跌倒测试。

14.9 正常动作误报测试

应测试行走、坐下、起身、蹲下、弯腰、主动躺卧、床边移动和其他典型日常动作。

记录对应的误报次数和算法状态。

14.10 离床与归床测试

测试翻身、坐起、床边短暂停留、离床行走、床外活动和重新归床等场景。

确认事件时间戳及持续时间计算正确。

14.11 滞留时长测试

采用已知起止时间的测试事件验证区域停留和离床持续时间计算。

应针对区域边界反复进出和短时目标丢失进行专项测试。

14.12 多人及宠物场景测试

对于可能出现护理人员、访客或宠物的环境,应验证算法在实际干扰条件下的表现。

对于设备不支持的多人场景,应明确安装及使用限制。

14.13 通信与平台联调

验证活动状态、跌倒事件、离床时长、滞留事件、设备故障及报警通知的端到端数据链路。

14.14 隐私与权限配置

按照实际使用目的配置账户权限、数据留存时间和事件访问范围。

应向相关人员清晰说明监测内容及使用边界。

14.15 工程验收

验收应结合适用行业标准、产品技术文件及实际场景测试结果开展。

重点评价有效探测范围、跌倒检出率、误报率、漏报率、事件延迟、离床识别准确性及持续监测可靠性。

14.16 测试指标定义

跌倒检出率可采用真正跌倒事件中正确报警的比例。

误报率可按照单位有效监测时间内的错误跌倒报警次数或规定测试集中的误报比例分别统计,并明确计算口径。

事件识别延迟应定义真实事件发生到系统产生报警之间的时间。

离床时间误差应依据人工标注的真实起止时间进行比较。

各项指标应保留测试样本、场景、人员数量、环境条件和算法版本,避免以单一总准确率掩盖具体场景表现。

第十五章 运维服务保障

15.1 日常运行检查

定期检查雷达在线状态、实时数据更新、事件记录和报警通知功能。

15.2 雷达安装状态维护

检查设备固定是否可靠,是否出现位置偏移、损伤或遮挡。

15.3 房间布局变更管理

床位、柜体及其他大型家具位置调整后,应重新核查雷达有效视场和区域标定。

15.4 离床区域维护

对于床位更换、移动或房间功能调整,应重新配置在床和离床判断区域。

15.5 滞留区域维护

定期检查卫生间、床边等区域规则是否符合实际使用需求。

15.6 跌倒报警复核

对误报和漏报事件进行分类记录,分析是否与遮挡、正常动作、目标丢失或算法适用性有关。

15.7 算法版本管理

算法更新后,应记录版本变化,并针对关键跌倒、离床和滞留功能重新验证。

不得仅依据算法更新说明直接认定实际检测性能提高。

15.8 多人环境维护

在护理人员频繁进入的环境中,应重点关注目标关联和多人干扰对识别结果的影响。

15.9 通信与供电维护

定期检查供电、网络连接和报警通知链路。

当系统离线时,应按照既定看护制度采取补充措施。

15.10 数据安全维护

定期检查用户权限、数据访问记录及历史数据留存策略。

15.11 运维档案管理

平台应保存设备安装、区域配置、算法版本、报警处置和维护记录。

第十六章 项目优势与方案价值

16.1 非接触式活动监测

系统不要求被看护人员持续佩戴设备,可在符合有效探测条件的情况下获取活动状态。

16.2 不依赖生活视频图像

毫米波雷达能够使用距离、速度及目标特征进行行为分析,减少部分隐私敏感场景对视频监控的依赖。

16.3 跌倒事件自动识别

通过时序行为分析和空间位置判断,辅助识别符合模型条件的跌倒事件。

16.4 离床过程管理

能够记录床位状态变化、离床开始时间、归床时间及持续时长。

16.5 区域滞留分析

支持对卫生间、床边及其他重点区域的长时间停留进行提示。

16.6 支持夜间看护

雷达感知不依赖可见光照明,适合在满足设备条件的夜间室内环境开展活动监测。

16.7 历史事件可追溯

系统保存异常活动、离床和滞留事件,为看护服务管理提供记录。

16.8 便于多房间扩展

可按照房间和设备编号集中部署监测,适用于需要统一管理的照护设施。

16.9 功能扩展边界明确

系统可以在完成独立验证后扩展生命体征相关算法,但不会将尚未验证的能力作为默认安全保障功能。

第十七章 应用场景

17.1 养老机构单人房间

养老机构单人居室需要关注夜间离床、床边跌落及室内异常活动。

系统可通过雷达监测活动状态、离床时长和跌倒候选事件,为护理人员提供辅助信息。

17.2 居家适老化监护

独居或需要家庭照护的人员可能存在跌倒后无法主动求助的问题。

通过非接触式雷达监测和异常通知,可辅助家庭成员了解需要进一步核查的事件。

17.3 康养公寓

康养公寓房间具有日常生活和安全看护双重需求。

可在不依赖生活视频的条件下开展离床、滞留和部分跌倒事件监测。

17.4 养老机构卫生间

卫生间属于跌倒风险和隐私需求均较为突出的室内空间。

在满足设备防护和有效探测条件时,可配置毫米波雷达监测人员活动及长时间滞留。

17.5 护理机构床边活动监测

对于需要关注床边活动的人员,可设置床位和床侧区域,识别有效离床和床边停留。

应区分自主离床与需要进一步核查的异常情况。

17.6 医院非诊疗性安全看护区域

对于经机构批准的非诊疗性活动安全看护场景,可评估毫米波雷达用于跌倒提示和离床事件管理。

若产品用途涉及临床监护或医疗诊断,应按实际用途履行相应医疗器械合规要求。

17.7 失能或半失能人员照护空间

对于行动能力受限且需要安全看护的人员,可根据具体活动方式测试跌倒、滑落和离床事件的可识别性。

不应默认普通站立跌倒算法能够完整覆盖轮椅转移或缓慢滑落场景。

17.8 残障辅助生活空间

适用于需要非接触活动辅助监测的部分生活空间。

设备应根据使用者的实际姿态和运动方式开展适应性验证。

17.9 夜间无人值守居室

对于缺少持续现场巡查的居室,可利用雷达监测离床和异常活动,并向授权看护人员发送通知。

系统应与人工巡查和紧急求助机制形成互补。

17.10 社区养老服务设施

社区养老服务设施可根据房间结构和服务内容设置毫米波雷达监测点,集中管理异常事件。

17.11 康复训练后的生活区域

对于需要辅助安全关注的康复人员生活区域,可通过活动状态和跌倒候选监测为照护提供信息。

系统不直接评价康复疗效和医学功能恢复程度。

17.12 多房间集中照护场所

对于具有多个相对独立房间的照护设施,可通过设备联网建立房间级监测平台。

应根据不同房间的布局分别完成探测范围验证。

第十八章 效益分析

18.1 人员安全看护效益

通过对活动状态和异常候选事件进行持续监测,可增加部分跌倒和离床异常被关注的机会。

18.2 夜间看护辅助效益

系统可记录夜间离床和异常滞留事件,为护理人员安排针对性核查提供参考。

18.3 隐私保护价值

采用不直接采集生活图像的毫米波感知方式,有助于降低部分视频监控带来的隐私顾虑。

但活动轨迹和人员状态数据仍需要严格管理。

18.4 管理效率效益

平台能够集中管理多个房间的活动状态和异常事件,减少部分分散信息记录工作。

18.5 异常事件追溯效益

跌倒候选、离床超时及滞留事件记录可用于分析监测效果和改进看护流程。

18.6 运维管理效益

通过设备在线状态、误报统计和区域配置管理,可辅助维护人员识别需要优化的监测点。

18.7 经济效益

系统可能通过提高异常信息获取效率和优化部分看护流程产生管理价值。

实际经济收益应结合设备投资、安装维护费用、误报处理成本、人工看护需求及实际项目效果进行核算。

在缺少可靠项目数据时,不宜承诺固定的跌倒事故减少比例、响应时间缩短比例或人员成本节约比例。

18.8 数据积累价值

通过合法、必要和适度的数据积累,可为跌倒识别模型、区域规则及设备部署优化提供依据。

涉及个人活动信息的使用应遵循相应授权、隐私和数据安全要求。

第十九章 标准规范与技术依据

19.1 MZ/T 238-2025《监测和定位辅助器具 毫米波雷达监测报警器》

该行业标准于2025年5月1日实施,属于毫米波雷达监测报警器相关产品的重要技术依据。

该标准涉及毫米波雷达监测报警器的相关技术要求和试验方法,可为适用产品的人体探测、跌倒检测及其他相关性能评价提供参考。

本方案应根据具体产品的功能、安装方式和适用范围核查相应条款。

标准中涉及的呼吸、心率性能要求不能替代具体产品的算法实测。若项目不配置生命体征功能,应根据实际产品类别和功能声明确定符合性评价范围,不应虚构已经满足有关测试指标。

19.2 GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分:安全要求》

该强制性国家标准涉及相应电子信息和通信技术设备的安全要求。

毫米波雷达终端、数据处理设备及通信装置应根据具体产品类别核查其适用范围。

19.3 GB/T 4208-2017《外壳防护等级(IP代码)》

该标准涉及设备外壳防护等级的分类及相关要求,应结合现行有效修改单使用。

对于卫生间、潮湿房间及其他特殊环境,应根据实际安装条件选择适用的外壳防护等级。

19.4 GB/T 35273-2020《信息安全技术 个人信息安全规范》

该标准为个人信息处理提供有关技术和管理参考。

对于收集人体活动状态、房间位置和异常事件的监测平台,应结合个人信息保护法律法规实施数据最小化、权限控制和安全管理。

19.5 《中华人民共和国个人信息保护法》

当监测数据能够关联到特定自然人时,应按照个人信息保护法律要求确定处理目的、处理依据、访问权限和保存期限。

对涉及健康、医疗等敏感个人信息的扩展场景,应依法落实相应保护要求。

19.6 《中华人民共和国数据安全法》

监测平台的数据管理应符合适用的数据安全要求,采取必要的技术与组织管理措施。

19.7 《中华人民共和国无线电管理条例》

毫米波雷达设备涉及无线电射频发射,其研制、生产、进口、销售和使用应符合适用无线电管理要求。

设备是否需要无线电发射设备型号核准,应根据实际工作频段、发射方式、设备类别及现行规定确定。

19.8 工业和信息化部2019年第52号公告

《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》对纳入目录且符合条件的设备及其使用提出了相关规定。

不能仅因产品采用毫米波雷达技术,就认定其属于无需型号核准的微功率设备。

应结合设备实际射频技术指标和适用类别进行合规核查。

19.9 医疗用途适用性说明

如果产品仅用于一般活动安全看护和跌倒事件辅助提醒,其功能定位应与实际产品声明保持一致。

如果宣称用于疾病诊断、临床生命体征监护或其他医疗用途,应根据产品预期用途和相关法规开展医疗器械属性、注册及适用标准评估。

毫米波雷达本身具有非接触感知能力,不等于已经获得医疗用途适用资格。

19.10 标准执行原则

实际项目应采用建设和交付时现行有效且适用于具体产品的标准,并结合使用场景、无线电合规条件和人员安全管理要求开展设计。

标准适用性、产品性能及实际工程验收应分别确认,不得仅凭采用某一技术原理就宣称符合全部标准。

第二十章 成功案例与典型应用设计示例

20.1 章节说明

本章提供毫米波跌倒与离床滞留监测的典型工程应用设计示例,用于说明不同场景的监测需求、配置方法及预期价值。

以下均为技术设计示例,不代表已经实施的真实项目,不构成未经核实的成功案例或实际监测效果声明。

20.2 典型应用设计示例一:养老机构单人卧室监测

20.2.1 场景概况

某养老机构单人卧室设置床位、床头柜及室内通道,需要关注夜间离床和室内跌倒事件。

20.2.2 监测需求

监测人体活动状态、床位占用、离床时长和跌倒候选事件。

20.2.3 设计方案

根据房间结构选择经过验证的雷达安装位置,标定床位、床边及通行区域。

平台记录离床、归床和跌倒报警事件,并支持护理人员确认处理。

20.2.4 预期应用价值

为养老机构单人卧室提供非接触活动监测信息,辅助夜间安全看护。

20.3 典型应用设计示例二:居家独居人员跌倒监测

20.3.1 场景概况

某独居人员住宅需要加强卧室和主要活动区域的异常跌倒监测,并希望避免使用生活视频监控。

20.3.2 监测需求

监测人体活动和符合算法条件的跌倒事件,并向授权家庭成员发送异常通知。

20.3.3 设计方案

根据室内布局配置毫米波雷达设备,并验证床边、通道和其他主要活动区域的有效覆盖。

通过远程平台发送异常事件,记录通知与人工确认状态。

20.3.4 预期应用价值

为居家人员提供辅助异常活动提醒,降低部分场景对佩戴设备和视频监控的依赖。

20.4 典型应用设计示例三:卫生间异常滞留监测

20.4.1 场景概况

某养老机构卫生间为相对独立空间,需要关注长时间滞留和部分跌倒风险。

20.4.2 监测需求

监测区域人体活动、持续停留时间和跌倒候选事件。

20.4.3 设计方案

根据卫生间空间结构、防护要求和安装条件配置适用雷达。

设置滞留时间规则,并通过安全测试核查蹲下、坐下、转身及跌倒相似动作的误报表现。

20.4.4 预期应用价值

在不采集生活视频的情况下,为卫生间异常滞留及跌倒候选事件提供辅助监测信息。

20.5 典型应用设计示例四:康养公寓离床监测

20.5.1 场景概况

某康养公寓房间需要记录住户夜间离床情况,以辅助看护管理。

20.5.2 监测需求

监测在床、离床、归床和离床持续时间,并对长时间未归床事件进行提示。

20.5.3 设计方案

在经过验证的床位监测位置安装毫米波雷达,配置床位和床边过渡区域。

平台按实际需求设置离床超时规则,并记录历史离床事件。

20.5.4 预期应用价值

辅助康养公寓开展夜间离床状态管理,为异常未归床事件提供提醒。

20.6 典型应用设计示例五:多房间集中养老看护

20.6.1 场景概况

某养老机构设有多个独立居室,需要在一个平台集中查看异常活动事件。

20.6.2 监测需求

统一管理不同房间的跌倒候选、离床超时、区域滞留及设备故障信息。

20.6.3 设计方案

根据每个房间的布局分别配置雷达和监测区域。

通过通信网络将监测数据接入集中平台,并按照楼栋、楼层和房间编号进行管理。

20.6.4 预期应用价值

提高多房间异常活动信息的集中管理能力,辅助护理人员安排针对性核查。

20.7 典型应用设计示例六:床边滑落重点监测

20.7.1 场景概况

某照护空间需要重点关注人员从床沿缓慢滑落或在床边转移过程中失去平衡的情况。

20.7.2 监测需求

除常规快速跌倒检测外,需要评估缓慢滑落、床边低姿态和异常长时间停留的识别能力。

20.7.3 设计方案

选用具有相应高度或姿态特征输出能力的雷达设备,设置床边重点监测区域。

通过专项测试验证缓慢滑落动作与正常坐下、床边休息等行为之间的识别效果。

20.7.4 预期应用价值

辅助扩展部分床边异常活动的监测范围,但实际识别能力必须以专项测试结果为准。

20.8 典型应用设计示例七:非接触活动监测与生命体征扩展研究

20.8.1 场景概况

某技术验证场景需要先完成活动状态、跌倒和离床监测,再研究非接触呼吸和心率算法。

20.8.2 监测需求

在现有行为监测架构中预留生命体征算法接口,但不将未验证的测量结果用于正式临床判断。

20.8.3 设计方案

首先独立完成跌倒和离床功能验收。

随后在符合伦理、隐私和安全要求的条件下,通过适用参考设备测试呼吸和心率算法在不同距离、姿态及运动条件下的表现。

20.8.4 预期应用价值

为后续算法研究和功能扩展提供技术基础,避免将活动识别能力与生命体征准确度混为同一性能指标。

20.9 典型应用示例真实性说明

本章全部内容为工程设计示例,不属于已经核实的真实成功案例。

实际跌倒检出率、误报率、离床识别能力、报警延迟、生命体征测量性能和经济效益,应以具体产品测试及现场验收结果为依据。

第二十一章 参考文献

21.1 毫米波监测报警相关标准

[1] MZ/T 238-2025《监测和定位辅助器具 毫米波雷达监测报警器》。

21.2 电子设备及隐私安全相关标准

[2] GB 4943.1-2022《音视频、信息技术和通信技术设备 第1部分:安全要求》。

[3] GB/T 4208-2017《外壳防护等级(IP代码)》及其现行有效修改单。

[4] GB/T 35273-2020《信息安全技术 个人信息安全规范》。

21.3 法律法规及无线电管理文件

[5] 《中华人民共和国个人信息保护法》。

[6] 《中华人民共和国数据安全法》。

[7] 《中华人民共和国无线电管理条例》。

[8] 工业和信息化部2019年第52号公告及其附件《微功率短距离无线电发射设备目录和技术要求》。

21.4 毫米波行为与生命体征研究参考文献

[9] 陈佳欣,李灿航,刘美,孟亚男.《基于FMCW雷达的人体活动感知综述》. 广东石油化工学院学报,2024年第6期。

[10] Millimeter-wave technology for multi-person fall detection validated through wearable sensors and real-life scenarios. 相关毫米波多人跌倒监测及日常活动混淆场景研究,2026。

[11] Liebetruth M., Kehe K., Steinritz D., Sammito S. Systematic Literature Review Regarding Heart Rate and Respiratory Rate Measurement by Means of Radar Technology. Sensors, 2024, 24(3), 1003.

[12] Ostrysz M., Szczepaniak Z., Sondej T. Non-Contact Measurement of Human Vital Signs in Dynamic Conditions Using Microwave Techniques: A Review. Sensors, 2026, 26(2), 359.

21.5 工程技术参考资料

[13] 毫米波雷达射频参数、天线配置、有效探测范围和相关测量性能资料。

[14] 雷达人体目标检测、点云聚类、目标跟踪及姿态识别算法技术资料。

[15] 跌倒行为识别、床位占用检测、离床状态机和区域滞留算法测试资料。

[16] 房间结构图、床位布置图、家具位置及有效视场覆盖记录。

[17] 实际跌倒模拟、正常活动、多人干扰及宠物干扰场景的验证记录。

[18] 雷达设备安装说明、通信接口资料、系统调试和工程验收记录。

[19] 监测平台权限管理、个人信息保护和报警事件处理相关管理文件。

21.6 参考资料应用说明

本方案依据毫米波雷达测距测速、空间目标感知、人体行为时序分析和室内区域管理等技术原理编制,重点围绕人体活动状态、跌倒事件、离床状态及滞留时长建立非接触式监测体系。

通过毫米波雷达获取人体目标相关空间及运动特征,结合目标轨迹、姿态变化、区域标定和事件持续时间,可以对符合算法条件的跌倒、离床及异常滞留事件进行辅助识别。

实际跌倒检测能力受到雷达硬件、安装方式、家具遮挡、人员数量、行为类型和算法模型影响。快速跌倒、缓慢滑落、坐姿跌落和床边跌落等事件应分别验证,不能以单一测试场景的准确率代表全部实际使用条件。

离床和滞留时间分析应明确事件起止条件、目标关联可靠性和监测中断处理方式。当目标因遮挡、多人干扰或设备故障无法可靠跟踪时,系统应输出未知状态,不得将其解释为已经安全归床。

系统在不采集生活视频的情况下可实现部分活动安全监测,但房间状态、人员位置和活动轨迹仍可能涉及个人信息,需要落实相应隐私保护措施。

呼吸、心率等生命体征监测属于独立扩展方向,必须按照具体硬件、算法、测量场景和适用法规另行验证,不属于本方案默认提供或已验证的医疗监护功能。

通过合理选择雷达设备、科学规划监测区域、完成多场景算法验证、建立规范的异常通知机制及保持人工照护措施,可形成具有活动状态监测、跌倒辅助识别、离床事件管理、滞留时长统计、异常预警和数据追溯能力的毫米波室内人员安全监测体系。

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