用于实时多人跟踪与跌倒检测的先进毫米波雷达系统
信号处理
2024-06-10 v2
摘要
本研究探索了一种室内系统，用于跟踪多人并检测跌倒，采用了三个来自德州仪器 (Texas Instruments) 的毫米波雷达。与可穿戴设备和摄像头方法相比，毫米波雷达不受移动不便、光照条件或隐私问题的困扰。我们对雷达特性进行了初步评估，涵盖了雷达间的干扰和覆盖区域等方面。随后，我们建立了一个实时框架来整合从这些雷达接收到的信号，使我们能够非侵入式地跟踪人体目标的位置和身体状态。此外，我们引入了创新策略，包括基于信号信噪比 (SNR) 水平的动态基于密度的含噪声应用空间聚类 (DBSCAN) 聚类、用于增强目标跟踪的概率矩阵、用于跌倒检测的目标状态预测，以及用于降噪的反馈回路。我们使用超过 300 分钟的数据（相当于约 360,000 帧）进行了广泛评估。我们的原型系统表现出卓越的性能，在单人跟踪场景中达到了 98.9% 的精确度，在双人和三人跟踪场景中分别达到了 96.5% 和 94.0%。此外，在人体跌倒检测领域，该系统展示了 96.3% 的高准确率，突显了其区分跌倒与其他状态的有效性。
引用
@article{arxiv.2403.05634,
title = {Advanced Millimeter-Wave Radar System for Real-Time Multiple-Human Tracking and Fall Detection},
author = {Zichao Shen and Jose Nunez-Yanez and Naim Dahnoun},
journal= {arXiv preprint arXiv:2403.05634},
year = {2024}
}
备注
21 pages, 17 figures