本技術涉及電梯監控，尤其是涉及一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法及系統。

背景技術：

1、隨著老齡化社會的到來，尤其是老年人獨居且配備有家用電梯的現象增多，一旦在電梯內發生跌倒或被困的情況，后果不堪設想，因此家用電梯的安全性問題變得愈發重要。

2、現有技術中的電梯安全監控系統，采用攝像頭、壓力傳感器等監控，在低光照或復雜環境下，攝像頭的拍攝影像效果較差，環境適應性較差，且攝像頭的圖像監控存在隱私泄露的風險，容易引發用戶顧慮。壓力傳感器也難以準確區分跌倒與其他行為，誤報率高，往往無法及時識別跌倒行為并進行有效處理。

3、針對上述中的相關技術，發明人發現現有的電梯安全監控系統存在有誤報率高，無法及時識別跌倒行為的問題。

技術實現思路

1、為了提高跌倒行為的檢測精度，及時識別跌倒行為，本技術提供了一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法及系統。

2、第一方面，本技術提供一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法。

3、本技術是通過以下技術方案得以實現的：

4、一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法，包括以下步驟，

5、利用mimo技術，通過多天線通道實時獲取電梯內來自任一目標對象的雷達回波信號；

6、基于所述雷達回波信號，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值；

7、通過所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值，計算所有雷達回波信號的動態點云的均值，同時，根據動態點云形成目標跟蹤軌跡，選取比所述目標對象的高度值大的動態點云求解均值；

8、判斷兩種動態點云均值是否均在預設范圍內連續單調遞減，以及判斷兩種動態點云的均值最小值是否均小于設定的第一閾值；

9、當兩種動態點云的均值均在預設范圍內連續單調遞減，且兩種動態點云的均值最小值均小于所述第一閾值，則計算所述目標對象的靜態點云的高度均值；

10、判斷所述目標對象的靜態點云的高度均值是否在預設范圍內低于設定的第二閾值；

11、若所述目標對象的靜態點云的高度均值在預設范圍內低于所述第二閾值，且持續時長超過預設時間閾值，則判定所述目標對象的狀態信息為跌倒。

12、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：基于所述雷達回波信號，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值的步驟包括，

13、對當前幀雷達回波信號進行一維快速傅里葉變換后，減去所述雷達回波信號所有chirp信號的一維快速傅里葉變換的均值，獲取動態點云的第一信號；

14、對所述動態點云的第一信號進行多幀遞進和存儲，獲取靜態點云的第一信號；

15、對獲取的靜態點云和動態點云的第一信號進行二維快速傅里葉變換，獲取靜態點云和動態點云的距離多普勒圖；

16、基于獲取的靜態點云和動態點云的距離多普勒圖，結合所有天線通道的雷達回波信號，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值。

17、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：基于獲取的靜態點云和動態點云的距離多普勒圖，結合所有天線通道的雷達回波信號，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值的步驟包括，

18、從雷達回波信號的其中一天線通道獲取動態點云的距離多普勒圖進行一維cfar檢測，得到所述目標對象的距離和速度；

19、再對所有天線通道的動態點云的距離多普勒圖沿著兩個天線方向分別進行三維快速傅里葉變換和四維快速傅里葉變換，得到所述目標對象動態點云的方位角和俯仰角；

20、以及對所有天線通道的靜態點云的距離多普勒圖沿著兩個天線方向分別進行三維快速傅里葉變換和四維快速傅里葉變換，得到所述目標對象靜態點云的方位角和俯仰角；

21、根據所述目標對象的距離、速度、方位角和俯仰角，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值。

22、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：還包括以下步驟，

23、將所述目標對象的狀態信息發送至電梯主控系統；

24、當所述目標對象的狀態信息為跌倒時，所述電梯主控系統向電梯開關門系統發送開門信號，控制電梯門打開。

25、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：還包括以下步驟，

26、所述電梯主控系統向呼救裝置發送呼救信號，啟動緊急電話撥打。

27、本技術在一較佳示例中可以進一步配置為：判定所述目標對象的狀態信息為跌倒的步驟后，還包括，

28、統計所述目標對象的跌倒狀態的持續時長；

29、若所述持續時長超過預設時間閾值，向電梯主控系統發送困人信號；

30、所述電梯主控系統觸發暫停電梯運行指令和向電梯開關門系統發送開門信號，呼叫管理人員，并自動撥打與所述目標對象匹配的預設的緊急聯系人電話。

31、第二方面，本技術提供一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測系統。

32、本技術是通過以下技術方案得以實現的：

33、一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測系統，包括，

34、數據獲取模塊，用于利用mimo技術，通過多天線通道實時獲取電梯內來自任一目標對象的雷達回波信號；

35、動靜態點云提取模塊，用于基于所述雷達回波信號，確定所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值；

36、動態點云處理模塊，用于通過所述目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值，計算所有雷達回波信號的動態點云的均值，同時，根據動態點云形成目標跟蹤軌跡，選取比所述目標對象的高度值大的動態點云求解均值；

37、動態點云分析模塊，用于判斷兩種動態點云均值是否均在預設范圍內連續單調遞減，以及判斷兩種動態點云的均值最小值是否均小于設定的第一閾值；

38、靜態點云處理模塊，用于當兩種動態點云的均值均在預設范圍內連續單調遞減，且兩種動態點云的均值最小值均小于所述第一閾值，則計算所述目標對象的靜態點云的高度均值；

39、靜態點云分析模塊，用于判斷所述目標對象的靜態點云的高度均值是否在預設范圍內低于設定的第二閾值；

40、跌倒檢測模塊，用于在所述目標對象的靜態點云的高度均值在預設范圍內低于所述第二閾值，且持續時長超過預設時間閾值時，判定所述目標對象的狀態信息為跌倒。

41、第三方面，本技術提供一種計算機設備。

42、本技術是通過以下技術方案得以實現的：

43、一種計算機設備，包括存儲器、處理器以及存儲在所述存儲器中并可在所述處理器上運行的計算機程序，所述處理器執行所述計算機程序時實現上述任意一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法的步驟。

44、第四方面，本技術提供一種計算機可讀存儲介質。

45、本技術是通過以下技術方案得以實現的：

46、一種計算機可讀存儲介質，所述計算機可讀存儲介質存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述任意一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法的步驟。

47、第五方面，本技術提供一種計算機程序產品。

48、本技術是通過以下技術方案得以實現的：

49、一種計算機程序產品，包括計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現上述任意一種基于4d毫米波雷達的家用電梯人員跌倒檢測方法的步驟。

50、綜上所述，與現有技術相比，本技術提供的技術方案帶來的有益效果至少包括：

51、利用mimo技術，通過多天線通道實時獲取電梯內來自任一目標對象的雷達回波信號，以通過4d毫米波雷達技術對電梯內人員的實時動作進行監測，4d毫米波雷達不受光照變化影響，在昏暗光線或復雜環境下依然能夠穩定工作，且能穿透障礙物，能夠更好適應電梯內狹小復雜的空間；且與傳統攝像頭監控系統相比，毫米波雷達技術進行無接觸監測，避免了隱私泄露的風險，確保了人員隱私保護；同時4d毫米波雷達能夠快速采集目標數據，實時性更好；基于雷達回波信號，確定目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值，以結合動態點云和靜態點云數據處理，從多維度精確提取電梯內人員的行為特征，有利于更準確地判斷是否發生跌倒行為，同時點云數據的處理更高效，有利于更快速地判斷電梯內人員是否發生跌倒；通過目標對象的靜態點云和動態點云的三維坐標、速度和能量值，計算所有雷達回波信號的動態點云的均值，同時，根據動態點云形成目標跟蹤軌跡，選取比目標對象跟蹤的高度值大的動態點云求解均值；判斷兩種動態點云均值是否均在預設范圍內連續單調遞減，以及判斷兩種動態點云的均值最小值是否均小于設定的第一閾值；當兩種動態點云的均值均在預設范圍內連續單調遞減，或兩種動態點云的均值最小值均小于第一閾值，則計算目標對象的靜態點云的高度均值；判斷目標對象的靜態點云的高度均值是否在預設范圍內低于設定的第二閾值；若目標對象的靜態點云的高度均值在預設范圍內低于第二閾值，則判定目標對象的狀態信息為跌倒，以通過融合動態點云和靜態點云數據進行行為分析，檢測靜態點云的高度與動態點云的運動變化來識別跌倒行為；進而提高了電梯內人員跌倒行為的檢測精度，環境適應性更好，能夠及時識別跌倒行為，有利于及時應對處理，同時，隱私性相較于其它傳感器更好。