毫米波雷达居家健康监测系统及方法

技术领域

本公开涉及医疗保健领域，尤其涉及一种毫米波雷达居家健康监测系统及方法。

背景技术

人体健康监测在家庭、医院、颐养院等场所普遍需要。特别是独居老人、小孩以及病患者的健康监测，成为社会的必须。对于新生儿或者烧伤患者，在患者身上放置穿戴检测设备往往是不可行、或不受欢迎的。毫米波雷达的检测精度可以达到亚毫米，用于健康检测，具有无干扰、无需接触和维护等穿戴式设备无法比拟的优势，因此，毫米波雷达成了健康检测技术的首选装置。

美国专利US-2019272741-A1“Method，Digital Tool，Device and System forDetecting Movements of Objects and/or Living Beings in a Radio Range，inParticular of an Indoor Area”，提供了一种室内无线电物体和生物运动检测方法。该方法使用移动或固定的无线电发射和接收终端，以预期接收信号强度为参考，根据运动人体和生物体对电磁场的干扰所产生的接收信号强度变化，检测人体和生物体运动。中国专利CN 109073774 B“用于感测空间中的改变的电容雷达单元和方法”，则采用多个电容雷达单元，监测人体所引起的空间电容变化，从而推断人体位置和运动。

中国专利申请号202111625526.5“一种77GHz毫米波雷达的人员无感心率监测系统”，并未能给出实施技术细节。中国专利申请号202111572565.3“一种基于毫米波雷达的养老院智能监护系统及方法”，所给出的心率和呼吸率检测方法，包括附图，来自于TexasInstruments公司的为了推广自己的芯片产品的文章“The fundamentals of millimeterwave radar sensors”。

申请人前面申请的中国专利“基于毫米波雷达的健康监测装置及方法”，申请号202010790316.0，对雷达信号的每个调频脉冲(Chirp)回波，进行混频和傅氏变换，将所有脉冲的频率域里的胸部回波组成时间序列，采用小波变换来分离并重构呼吸信号、心跳信号以及体动信号。

上述居家健康监测技术，采用电磁场变化和电容变化检测方法，只能检测到位置和运动信号，且分辨率有限。现有毫米波雷达健康监测技术主要局限于呼吸和心率的研究，处于早期阶段，没有得出具有生理意义和临床应用价值的指标和参数，缺乏对于身体和心理健康检测和服务的专业水平的应用。

发明内容

鉴于上述问题，本公开提供了毫米波雷达居家健康监测系统、及方法。

根据本公开的第一个方面，提供了一种毫米波雷达居家健康监测系统，包括：

毫米波雷达，安装于生活空间，包括至少一个雷达单元，用于实时采集和上传被测者头、躯干和下肢点群的三维数据，所述三维数据包括距离d，速度v和角度r的数据序列{d(t)，v(t)，r

目标检测和监测模块，运行在计算设备上，用作家庭网关，用于接收和处理分析所述三维数据，实施对所述目标的健康检测和监测，所述健康检测和监测包括心肺健康监测、摔倒检测、活动监测和访客检测，并将所述健康检测和检测的结果上传至数据和服务模块，所述计算设备包括智能手机、平板电脑和小型计算机；

所述数据和服务模块，由医疗健康服务机构运行和管理，用于接收和存储来自运行于各目标网关的目标检测和监测模块的各项检测和监测数据，并以用于案例推理的标准案例模板将所述数据组织成该所述目标的医疗健康案例，存储于案例数据库中，根据案例推理机制，自动激发数据驱动的智能服务。

根据本公开的实施例，所述雷达单元分别分布安装于床上方、卫生间、客厅、厨房，所述雷达单元包括：

毫米波调频雷达发射接收子单元、处理器MCU子单元、无线通信子单元和电源及管理子单元；

所述毫米波调频雷达发射接收子单元，包括至少一个发射天线和至少一个接收天线，用于接收和检测目标回波的相位差；

所述处理器MCU子单元，用于根据所述相位差，计算所述目标的距离、方位角和俯仰角，得到所述目标的三维数据；

无线通信子单元，用于与所述目标检测和监测模块进行无线通信；

电源及管理子单元，用于为所述毫米波调频雷达发射接收子单元、处理器MCU子单元和无线通信子单元供电。

根据本公开的实施例，所述目标检测和监测模块包括：

心肺健康监测单元、摔倒检测单元、活动监测单元和来访检测单元；

所述心肺健康监测单元，用于监测所述目标的呼吸和心跳，评估所述目标的心肺健康，并对所述目标进行睡眠分期和评分；

所述摔倒检测单元，用于检测所述目标的摔倒状况；

所述活动监测单元，用于监测所述目标的活动状况；

所述来访检测单元，用于检测所述目标的访客来访状况。

根据本公开的实施例，监测所述目标的呼吸和心跳包括：

检测目标，判定目标处于静息状态；

根据距离和方位，定位目标的躯干；

构造胸部的雷达数据时间序列{p(chaneel，t)，t＝1，2，...N}；根据呼吸和心跳的频率范围，以小波变换，从所述雷达数据时间序列中过滤出呼吸信号和心跳信号：

将胸部的雷达数据时间序列信号{p(channel，t)，t＝1，2，...N}进行多层小波分解，使用对应于0.15Hz-0.3Hz的所有分量重构呼吸信号；

使用对应于0.75Hz-2Hz的所有分量重构心跳信号；

根据构建的各通道的呼吸和心跳信号，使用Gibbs分布，融合多通道信号，准确恢复稳定的心跳和呼吸信号。

根据本公开的实施例，评估所述目标的心肺健康包括：

根据重构的呼吸信号和心跳信号，以预设时长为时间窗口，分别计算如下心肺健康系列指标：

平均呼吸率RR，检测重构的呼吸信号的峰峰值，计算平均呼吸率；

呼吸稳定度SRR，以e表示呼吸率的标准差，SRR＝1/(1+e)；

平均心率HR，检测重构的心跳信号的峰峰值，称PP间期，以PP间期计算平均心率；

心率变异SDNN，心率的标准差；

心肺谐振度CRA，定义为呼吸作为神经传入，激励迷走神经调控所引起的心率变化幅度；

心肺谐振因子CRF，在心率变化序列的频率域，定义为呼吸所引起的心率变化功率谱P

CRF＝∑P

心肺健康综合评分CPSP，心肺谐振度和心肺谐振因子的综合评分，

根据本公开的实施例，评估所述目标的睡眠分期和评分包括：

对于每预设时长的数据窗口，构建睡眠分期特征集合：{体动，平均呼吸率RR，呼吸稳定度SRR，平均心率HR，心率变异SDNN，心肺谐振度CRA，心肺谐振因子CRF}；

将特征集合输入多层神经网络分类器，获得所述预设时长的睡眠分期结果；

对下一个预设时长的数据窗口，执行同样睡眠分期操作；

综合所有睡眠分期结果，形成一天睡眠状况报告，包括：睡眠次数，睡眠时长和开始和结束时间，深睡时长占比，浅睡时长占比，快速眼动时长占比，清醒时长占比，呼吸暂停等睡眠异常，起身次数，睡眠评分。

根据本公开的实施例，所述摔倒检测单元，用于：

对每一个毫米波雷达，实施人体目标检测，如发现目标，则跟踪目标头、躯干和下肢的俯仰角数据的变化，摔倒的检测的躯干俯仰角数据变化：

Δr

r

其中(1)式表示在摔倒时间t

根据本公开的实施例，所述活动监测单元，用于：

监测所述目标的活动状况，对每一个毫米波雷达，实施人体目标检测，如发现目标，则执行下述操作：

综合所有毫米波雷达单元的目标的头、躯干和下肢点群的距离d，速度v和角度r的数据序列{d(t)，v(t)，r

使用时间坐标的位移和速度数据，跟踪目标，直到目标消失；

记录目标的{位置、时间}数据序列；

综合所有毫米波雷达的目标{位置、时间}数据序列，判定目标的活动时间表，包括：睡眠，起床、三餐、外出、静坐、来回走动。

根据本公开的实施例，所述来访检测单元，用于检测所述目标的访客来访状况，根据活动检测单元中的目标的{位置、时间}数据序列对所述目标连续跟踪，直至其离开，根据活动轨迹和时间，判定所述目标是否为护理人员，以及，在是护理人员的情况下完成护理任务的情况，或者，是家属来访的情况下的家属来访情况。

本公开的第二方面提供了一种毫米波雷达居家健康监测方法，包括：

通过毫米波雷达包括的至少一个雷达单元实时采集和上传目标的三维数据，所述毫米波雷达安装于生活空间；

通过目标检测和监测模块接收和处理分析所述三维数据，实施对所述目标的健康检测和监测，所述健康检测和监测包括心肺健康监测、摔倒检测、活动监测和访客检测，并将所述健康检测和检测的结果上传至数据和服务模块，所述目标检测和监测模块运行在计算设备上，用作家庭网关；

通过所述数据和服务模块接收和存储来自运行于各目标网关的目标检测和监测模块的各项检测和监测数据，并以用于案例推理的标准案例模板将所述数据组织成该所述目标的医疗健康案例，存储于案例数据库中，根据案例推理机制，自动激发数据驱动的服务，所述数据和服务模块由医疗健康服务机构运行和管理。

根据本公开提供的毫米波雷达居家健康监测系统、方法及可读存储介质，通过毫米波雷达，精准检测用户的位置、运动状态和生理参数。由于通过位置、运动状态和生理参数构建案例数据库，采用案例大数据推理方式生成对用户生理健康的个性化建议，实现了能够得出具有生理意义和临床应用价值的指标和参数的技术效果。此外，本公开在检测呼吸信号和心跳信号的过程中，融合了多个接收天线通道信号，大大提高了呼吸信号和心跳信号的精度和稳定性。本公开在被测者处于静息状态时，才会检测其呼吸和心跳，保证了所获得的呼吸和心跳信号的可靠性。

附图说明

通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述内容以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：

图1示意性示出了根据本公开实施例的毫米波雷达居家健康监测系统的应用场景图；

图2示意性示出了根据本公开实施例的毫米波雷达居家健康监测系统的架构示意图；

图3示意性示出了根据本公开实施例的毫米波雷达的结构示意图；

图4示意性示出了根据本公开实施例的雷达单元单个调频脉冲检测目标距离的示意图；

图5示意性示出了根据本公开实施例的雷达单元接收到的检测目标的距离、方位和速度的三维数据示意图；

图6示意性示出了根据本公开实施例的融合多通道数据，准确恢复稳定的心跳和呼吸信号的示意图。

具体实施方式

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

在本公开的技术方案中，所涉及的用户个人信息的收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开和应用等处理，均符合相关法律法规的规定，采取了必要保密措施，且不违背公序良俗。

在本公开的技术方案中，对数据的获取、收集、存储、使用、加工、传输、提供、公开和应用等处理，均符合相关法律法规的规定，采取了必要保密措施，且不违背公序良俗。

图1示意性示出了根据本公开实施例的毫米波雷达居家健康监测系统的应用场景图。

如图1所示，根据该实施例的应用场景1000可以包括家庭1100、医院1200、颐养院1300、汽车1400等需要进行人体健康监测的场所。至少一个雷达单元分布在用户生活空间的某个位置。用户生活空间的各个位置可以根据用户的活动情况进行确定。例如，在家庭1100生活场景中，用户生活空间的各个位置可以包括卫生间、厨房、客庭、卧室等。更多的，还可以具体对其中的某个位置再进行具体划分，例如，对卫生间还可以进一步分为洗浴区和排泄区，本公开对此均不做限定。

在一示例中，以用户生活空间为家庭1100为例，至少一个雷达单元分布在用户生活空间的某个位置，例如可安置在床的上方，监测用户的心跳、呼吸、睡眠等。安置于卫生间，监测用户的心跳、呼吸，检测摔倒等。安置于客厅和厨房，监测用户的姿态和活动状况，检测摔倒，检测访客等。除此之外，还能够将本公开提供的健康检测系统放置于汽车、工作地点等用户生活空间。

以下将基于图1描述的场景，通过图2～图6对公开实施例的毫米波雷达居家健康监测系统详细描述。

图2示意性示出了根据本公开实施例的毫米波雷达居家健康监测系统的架构示意图。

如图2所示，该实施例的毫米波雷达居家健康监测系统包括：

毫米波雷达100，包括至少一个雷达单元110、120、...1N0，分别安装于床上方、卫生间、客厅、厨房等生活空间，用于实时采集和上传目标的三维数据；

目标检测和监测模块200，运行在智能手机、平板电脑、小型计算机等计算设备上，用作家庭网关，用于接收和处理分析所述毫米波雷达三维数据，实施对所述目标的健康检测和监测，所述健康检测和监测包括心肺健康监测、摔倒检测、活动监测和访客检测，并将健康检测和检测结果上传至数据和服务模块300；

数据和服务模块300，由医疗健康服务机构运行和管理，用于接收和存储来自运行于各所述目标网关的目标检测和监测模块200的各项检测和监测数据，并以用于案例推理的标准案例模板将所述数据组织成该所述目标的医疗健康案例，存储于案例数据库中。根据案例推理机制，自动激发警示、上门服务等数据驱动的服务。

图3示意性示出了根据本公开实施例的雷达单元的结构示意图。

如图3所示，雷达单元110、120、...1N0均包括毫米波调频雷达发射接收子单元111，处理器MCU子单元112，无线通信子单元113和电源及管理子单元114。这些子单元均使用成熟芯片，在处理器MCU子单元112中的固件程序控制下运行。

在一示例中，毫米波调频雷达发射接收子单元111可以选用英飞凌(infineon)的毫米波雷达芯片BGT60TR13C，其频率为58-63.5GHz，每个调频脉冲(chirp)的时间和频率范围都可以根据用户的需求自行设置。毫米波雷达芯片BGT60TR13C可以集成多个发射和接收天线。例如集成一个发射天线，3个接收天线。3个接收天线的位置成上下和左右排列，可以通过接收回波的相位差来计算目标的方位角和俯仰角。毫米波雷达芯片将发射信号与天线接收信号混频，滤去高频分量，获得目标信号。经过AD转换和傅里叶变换，得到相对应的天线通道的一个或多个目标的3维数据。

在一示例中，处理器MCU子单元320可以选用通用的处理器，如微芯(Microchip)的ATSAMS70Q21A。该处理器为32位的

无线通信子单元330，可以选用WIFI接入通信网络，或4G、5G移动通信。如选用Wifi通信技术，可以选用德州仪器(Texas instruments)的芯片CC3100来实现。CC3100支持基站、访问点和Wi-Fi直接模式。此器件还支持WPA2个人和企业安全性以及WPS2.0。这个子系统包括嵌入式TCP/IP和TLS/SSL堆栈，HTTP服务器和多个互联网协议。

电源及管理子单元340为整个毫米波雷达单元提供5VDC电源。电源管理单元可以选用德州仪器(Texas instruments)的稳压电源芯片TPS70933DBVR，为设备内部提供稳定的工作电源。

本公开实施例中，三维数据指示距离、方位以及速度中的至少之一。可以理解的，距离、方位和速度可以是直接由雷达单元测量而得，也可以是由雷达单元测量出的其它可以指示出距离、方位以及速度的参数计算而得，本公开对此不做限制。例如，可以由位移计算得到速度。

图4示意性示出了根据本公开实施例的雷达单元单个调频脉冲检测目标距离的示意图。

如图4所示，在载频f

其中目标检出频率

图5示意性示出了根据本公开实施例的雷达单元接收到的检测目标的距离、方位和速度的三维数据示意图。

如图5所示，同一接收天线中所检测到的目标，其运动速度由相邻调频脉冲的相位差计算：

目标的方位角r

其中l是天线之间的距离。

根据毫米波雷达所给出的目标的三维测量数据，可以精准地定位(距离d和方位角r

毫米波雷达的空间分辨率为数厘米，因此，一个人在毫米波雷达上往往呈现为一群点目标。人体由头、躯干、上下肢等部位组成。每个部位相对于雷达的位置和速度也不一样。将毫米波雷达所检测到的点目标群按照头、躯干和下肢集群，并在人出现到离开雷达检测区的时间内，检测和跟踪其头、躯干和下肢点群。从而分别得到头、躯干和下肢点群的距离d，速度v和角度r信息(方位角r

在本公开一实施例中，目标检测和监测模块200包括心肺健康监测单元210、摔倒检测单元220、活动监测单元230和来访检测单元240，这些单元在相应雷达单元发送的三维数据(即距离、方位、速度中的至少之一)的基础上，实现相应的检测和监测。

可以理解的，位于床上方的雷达单元，发送可用于监测呼吸、心跳、体动的三维数据。在卫生间等位置放置的雷达单元，发送可用于检测摔倒的三维数据。在客厅、起居室等位置放置的雷达单元，发送可用于监测活动的三维数据。在入户处等位置放置的雷达单元，发送用于监测访客活动的三维数据。

心肺健康监测单元210接收关于用户的雷达单元数据，用于对用户进行呼吸、心跳、和睡眠的监测。具体的，该雷达单元数据包括头、躯干和下肢的距离d，速度v和角度信息(方位角r

1)呼吸、心跳的监测

具体可执行以下操作S1-S7：

S1，检测人体，判定其处于第一状态(本公开实施例中即为静息状态，此时，人处于平躺、或侧躺)，即在至少5分钟内，躯干的距离变化小于一阈值：Δd(t)＜θ

S2，去除静止背景，包括处于静止状态的人体各部位点目标。

S3，分别构造胸部的雷达各天线通道相位数据时间序列：{p(channel，t)，t＝1，2，...N}。

呼吸运动引起肺部的收缩舒张，从而引起胸腔的较大幅度前后波动。这个波动幅度前面有1-12毫米，后面有0.1-0.5毫米。心脏跳动过程中，心壁和血管产生机械振动，引起胸腔的微动，皮肤表面也有小幅度的前后波动，这个波动幅度较小，前面有0.1-0.5毫米，后面有0.01-0.2毫米。人体的呼吸与心跳活动引起的胸腔运动，与毫米波雷达波长处于同一量级，对雷达回波调制，产生频率、相位、幅度以及达到时间的周期性变化，因此毫米波雷达能够根据处理、后的回波信号来监测到人体的呼吸和心跳特征。

因呼吸或心跳所引起的距离、方位角、俯仰角的微小变化通过雷达单元获得，并传输到处理器中，在处理器中融合这三种数据提高呼吸或心跳信号检出的信噪比和精度。

S4，根据呼吸和心跳的频率范围，以小波变换，从雷达信号时间序列中过滤出呼吸和心跳信号：静息状态下自由呼吸频率范围约为0.15Hz-0.3Hz，心跳频率范围约为0.75Hz-2Hz。

S5，将胸部毫米波雷达数据时间序列信号{p(channel，t)，，t＝1，2，...N}的每一个通道都进行多层小波分解，使用对应于0.15Hz-0.3Hz的所有分量重构呼吸信号。

其中多层小波分解包括：

其中，式(1)和(2)表示信号分解过程，h(n)和g(n)分别表示分解过程中的低通滤波器和高通滤波器；l表示分解的层数，m表示在相应的层所对应的节点位置；式(3)表示信号分解的逆过程，用于将分解后的信号根据相应的频率范围进行重构。

S6，使用对应于0.75Hz-2Hz的所有分量重构心跳信号。

S7，根据构建的各通道的呼吸和心跳信号，使用Gibbs分布，融合多通道信号，准确恢复稳定的心跳和呼吸信号。

图6是融合多通道数据，准确恢复稳定的心跳和呼吸信号的示意图。现以3通道心跳信号为例，具体说明多通道数据融合方法。

图6(a)是经过S6操作处理后的三个天线通道的心跳信号。由于各种干扰的存在，三个通道的心跳信号的幅度和位置都存在偏差。使用Gibbs分布融合法来恢复原始心跳信号，其包括SS1到SS4分操作：

SS1，对图6(a)中的三个天线通道的心跳信号作信号峰值检测处理，获得如图6(b)中的三个通道的心跳信号的幅度和位置，表示为f

SS2，如图6(b)中的心跳，对任意一心跳f

SS3，对图6(b)中的每一个心跳，采用如下公式进行迭代操作，产生新的如图6(c)的心跳信号：

根据Gibbs分布，v和vt是相邻两个心跳之间相互影响的势函数，Z是归一化因子。

SS4，多次迭代直到收敛于一稳定的心跳点概率和位置。

2)对心肺健康的评估

根据呼吸信号和心跳信号，以5分钟为时间窗口，分别计算如下心肺健康指标：

平均呼吸率RR。检测呼吸信号的峰峰值，由此计算平均呼吸率。

呼吸稳定度SRR。以e表示呼吸率的标准差，SRR＝1/(1+e)。

平均心率HR。检测心跳信号的峰峰值，称PP间期，以PP间期计算平均心率。

心率变异SDNN。心率的标准差。

心肺谐振度CRA。定义为呼吸作为神经传入，激励迷走神经调控所引起的心率变化幅度。计算方法为，采用呼吸信号频宽作为带通滤波器参数，对心率时间序列进行滤波，得到因呼吸刺激迷走神经所引起的心率变化。此时，滤波后的心率变化应该与呼吸信号同步，出现谐振现象。测量滤波后的心率变化序列的振幅，即为心肺谐振度CRA(心肺状况)。

心肺谐振因子CRF。在心率变化序列的频率域，定义为呼吸所引起的心率变化功率谱P

CRF＝∑P

心肺健康综合评分CPSP是心肺谐振度和心肺谐振因子的综合评分，即：

3)睡眠分期和评分

在特定的应用场景，检测体动可以推断被测者的姿态，例如：在毫米波雷达安置于床的位置时，被测者仰卧可以很好地检测到心跳和呼吸信号，体动之后，心跳和呼吸信号检测显著变差，被测者转向侧卧姿态。此外，监测体动可以推断被测者的状态，当被测者处于静息状态时，才会进行呼吸和心跳检测。

具体可执行以下操作S11-S14：

S11，对于每5分钟的数据窗口，构建睡眠分期特征集合：{体动，平均呼吸率RR，呼吸稳定度SRR，平均心率HR，心率变异SDNN，心肺谐振度CRA，心肺谐振因子CRF}；对于其中每一个指标，都有参考值和范围，测量值不落在参考值范围之内则表示用户的健康状态处于异常。

S12，将特征集合输入多层神经网络分类器，获得该5分钟的睡眠分期：清醒、浅睡、深睡和快速眼动。该神经网络分类器参数，在云端服务器的案例大数据中，定期学习和更新；

S13，对下一个5分钟数据窗口，执行同样睡眠分期操作；

S14，综合所有睡眠分期结果，形成一天睡眠状况报告，包括：睡眠次数、睡眠时长和开始和结束时间、深睡时长占比，浅睡时长占比，快速眼动时长占比、清醒时长占比、呼吸暂停等睡眠异常、起身次数、睡眠评分以获得用户的睡眠状况。

摔倒检测单元220接收安装在卧室、卫生间、客厅、厨房等用户生活空间内的三维数据，用于检测用户的摔倒状况，每一个雷达单元对用户实施监测，如发现目标，则重点跟踪躯干的俯仰角数据的变化。摔倒的俯仰角数据的变化模式是剧烈变低，且长久不能回复，如下式所示：

Δr

r

其中，t

活动监测单元230接收安装于卧室、卫生间、客厅、厨房等用户生动空间内的三维数据，进行如下活动监测操作对用户进行活动状况的监测。

每一个雷达单元对人体目标进行监测，如发现目标则进行下述操作：

采用三维数据中的位置d和方位r，定位目标；

使用时间坐标的位移和速度数据，跟踪目标，直到目标消失；记录目标的{位置、时间}数据序列；

综合所有毫米波雷达单元的目标的头、躯干和下肢点群的距离d，速度v和角度r的数据序列{d(t)，v(t)，r

来访检测单元240用于接收安装在入户、客厅等位置的关于用户的三维数据，此情况下该三维数据指示访客来访状况，可判断访客是否为护理人员或判断访客是否为家属，若是护理人员则判断护理人员完成护理任务的情况。

根据三维数据，建立目标的目标{位置、时间}数据序列，若目标的位置起始于大门，且总目标数超过室内常驻人数，则判定目标为访客。对访客目标进行连续跟踪，直至其离开大门，根据访客目标的活动轨迹和时间，判断访客目标的身份类型，若为护理人员，则判断护理人员完成护理任务的情况，护理任务包括提供技术、药品和其它上门服务。

在本公开一实施例中，数据和服务模块300包括系统管理310、案例数据库320、和服务组织330。

数据和服务模块300以医疗领域医生利用案例思维的原理，将大量病人的数据组织成规范化的案例，以典型的成功案例为样板，以医疗专业指南和流程规范为指导，向用户、医生或服务人员提出个性化处方和服务建议。案例数据库中的案例推理功能，由实时健康数据驱动，向用户提供医嘱、个性化知识和康复进展报告，向医学专家提供处方和健康服务建议。例如，用户的睡眠中的呼吸暂停数据，将触发向主管医生的数据推送，提示相应的检查和治疗方案。

每一个用户的数据被组织并积累成为知识，形成进行案例推理的案例数据库320。存入案例数据库320中的数据包括两大类案例：当前病人的案例实例和经典案例。经典案例为医疗专家公认为在治疗某一种典型疾病的方法、流程、结果等方面均称经典，并具有借鉴价值的案例。

案例数据库320通过呼吸、心跳、心肺健康指标、睡眠分期和评分、摔倒状况、活动和生活规律、访客来访情况以及记录下的医疗健康服务信息和效果信息，建立当前用户案例数据库实体。

系统管理310管理用户，记录、设置和执行用户需求；管理系统，根据毫米波雷达的安装参数，设置数据分析参数。此外，系统管理310也可为医护、用户、家属等人员提供客户端和移动客户端。医生客户端、家属客户端、服务人员客户端、用户智能手机APP通过交互接口将用户、家属、医务人员和服务人员联系到测量设备，形成一整个平台，用户和家属充分参与其中的医疗和健康服务体系；用户通过监测设备，通过客户端了解自己的健康状况，配合医护人员的工作。医护人员通过客户端实时监测和分析用户的情况，指导和采取措施；家属通过家属客户端了解用户的情况，及时与医护人员沟通。

服务组织330根据检测和监测单元提供的数据信息，分析数据信息中异常类别信息的严重程度和用户情况，给用户、家属发出警示信息；给服务人员发出服务指令；根据数据信息中的访客监测记录检查和评估服务人员的服务。

具体的，分析参数有两种方法，一种是根据指南和流程标准所生成的规则，只用相应案例示例中的数据，进行推理，得到诊断，治疗和康复所需要的结论、意见和参数。

一种是当用户的健康状况发生异常时，以当前用户的案例信息从案例数据库的经典案例中找出最相似的至少三个经典案例实例，相似度量定义为案例框架中各槽值差的加权和；将找出的多个经典案例实例，分别按照相似度量排列和按照康复效果排列；将当前用户案例的预定处理方式与三个经典案例实例比较，提出在最相似情况下获得最佳康复效果的个性化建议；将个性化建议以可视化方式呈现给医生、用户或服务人员的客户端，为医生和用户的决策提供依据。

本公开实施例还提供了一种毫米波雷达居家健康健康监测方法，包括操作S710～操作S730。

在操作S710，通过毫米波雷达包括的至少一个雷达单元实时采集和上传目标的三维数据。

根据本公开实施例，采用安置在卧室、卫生间、客厅、厨房等用户活动空间内的毫米波雷达单元，获取关于用户的三维数据，三维数据指示距离、方位以及速度中的至少之一。

在操作S720，通过目标检测和监测模块接收所述三维数据，生成所述目标的各项检测和监测数据，实施对所述目标的健康检测和监测，所述健康检测和监测包括心肺健康监测、摔倒检测、活动监测和访客检测。

在操作S730，通过数据和服务模块接收和存储所述目标的各项检测和监测数据，并将所述数据组织成用于案例推理的标准案例。

根据本公开实施例，基于上述的三维数据，计算用户的健康状况，健康状况包括呼吸、心跳、心肺健康指标、睡眠分期和评分、摔倒、活动状况以及访客来访情况中的至少之一。根据健康状况构建案例数据库。采用案例大数据推理方式，生成对用户的个性化建议，为用户提供健康服务。

本公开还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的设备/装置/系统中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备/装置/系统中。上述计算机可读存储介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被执行时，实现根据本公开实施例的方法。

根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以是非易失性的计算机可读存储介质，例如可以包括但不限于：便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本公开中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。例如，根据本公开的实施例，计算机可读存储介质可以包括上文描述的ROM 902和/或RAM 903和/或ROM 902和RAM 903以外的一个或多个存储器。

附图中的流程图和框图，图示了按照本公开各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

本领域技术人员可以理解，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合或/或结合，即使这样的组合或结合没有明确记载于本公开中。特别地，在不脱离本公开精神和教导的情况下，本公开的各个实施例和/或权利要求中记载的特征可以进行多种组合和/或结合。所有这些组合和/或结合均落入本公开的范围。

以上对本公开的实施例进行了描述。但是，这些实施例仅仅是为了说明的目的，而并非为了限制本公开的范围。尽管在以上分别描述了各实施例，但是这并不意味着各个实施例中的措施不能有利地结合使用。本公开的范围由所附权利要求及其等同物限定。不脱离本公开的范围，本领域技术人员可以做出多种替代和修改，这些替代和修改都应落在本公开的范围之内。