【养老机器人】核心技术
1. 毫米波雷达如何检测心跳和呼吸？
毫米波雷达（通常工作在60GHz或77GHz频段）可以探测到人体胸腔的微米级位移，而心跳和呼吸会引起胸腔的周期性运动：
呼吸：幅度较大（约5-10毫米），频率较低（0.1-0.5Hz）。
心跳：幅度极小（约0.1-0.5毫米），频率较高（0.8-2.5Hz）。
通过分析雷达回波的相位变化，可以提取这些微动信号：
调频连续波（FMCW）雷达：发射连续调频信号，接收反射信号后计算距离和微动。
微多普勒效应：心跳和呼吸会导致反射信号的频率发生微小偏移，通过FFT（快速傅里叶变换）可以分离这些特征58。
2. 关键技术突破
（1）解决呼吸干扰问题
在自动驾驶中，毫米波雷达主要检测大目标（如车辆），但在生命监测中，呼吸信号比心跳强100倍，传统方法难以分离。近年来的突破包括：
高阶谐波分析：中国科大陈彦团队发现，心跳信号的高阶谐波（如10倍基频）受呼吸干扰较小，利用“拍频效应”可提取纯净心跳信号1710。
自适应滤波：采用RLS（递归最小二乘）算法动态调整滤波器参数，提升信噪比5。
（2）多传感器融合
毫米波雷达+红外：红外传感器辅助检测体温和体动，提高数据可靠性2。
音频信号辅助：如七彩喜的跌倒检测仪结合雷达和声音分析，减少误报39。
（3）边缘计算优化
嵌入式AI：在雷达芯片（如TI IWR6843）上直接运行轻量化神经网络，实时处理数据8。
低功耗设计：采用事件触发模式，仅在检测到异常时唤醒系统6。
3. 实际产品案例
| 公司/产品 | 技术方案 | 应用场景 | 精度 | 来源 |
|---|---|---|---|---|
| 图灵视讯 | 60GHz毫米波雷达+AI | 残特奥会运动员监测 | 心率误差±1bpm | 69 |
| 七彩喜跌倒检测仪 | 毫米波雷达+音频信号 | 居家老人跌倒监测 | 呼吸检测精度>95% | 3 |
| 中国科大研究 | 高阶谐波心跳提取算法 | 医院/家庭长期监护 | 中位误差26.1毫秒（心跳） | 110 |
| 硅基智慧 | 多光谱成像+毫米波辅助 | 社区养老 | 非接触式血氧检测 | 2 |
4. 和自动驾驶雷达的区别
你在自动驾驶中使用的毫米波雷达可能更关注：
大目标检测（车辆、障碍物）
高速度测量（0-250km/h）
抗干扰能力（多径效应、天气影响）
而生命监测雷达更关注：
微动检测（亚毫米级位移）
低频信号处理（0.1-5Hz）
抗呼吸干扰（呼吸信号比心跳强100倍）
硬件差异：
医疗级毫米波雷达通常采用更高频率（60GHz），波长更短，对微动更敏感。
增加了专用DSP（数字信号处理器），用于实时滤波和特征提取8。
5. 未来趋势
更小型化：如TI的IWR6843AOP（封装集成天线），适合嵌入智能家居设备8。
多模态融合：结合雷达、红外、超声波，提升鲁棒性23。
临床认证：部分产品已通过FDA/CE认证，逐步进入医疗市场6。
总结
毫米波雷达在生命监测领域的突破主要依赖算法创新（如高阶谐波分析、自适应滤波）和硬件优化（高灵敏度雷达芯片）。虽然和自动驾驶雷达同属一类技术，但应用场景的不同导致了技术路线的分化。目前，这类产品已在养老、医疗、体育等领域落地，未来可能会更普及。
如果你对具体算法或硬件实现感兴趣，可以深入研究中国科大的“拍频效应”论文10 或TI的毫米波雷达芯片文档8。