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SCIENCE · MECHANISM · BOUNDARY

雷达没有“看见”人,
它测量的是回波变化

电磁波照射人体后产生反射。距离、速度、姿态与胸腔微动会改变回波的传播时间、频率和相位。

概念示意胸腔位移 ΔR相位差 Δφ ∝ ΔR / λ
01 / FMCW RADAR

调频连续波怎样获得空间信息

发射

频率随时间连续变化

雷达发射“啁啾”信号;目标回波经过传播延迟后返回。

混频

频率差对应传播延迟

发射信号与接收信号混频得到差拍频率,可用于估计目标距离。

相位

微小位移带来相位变化

静息人体胸腔随呼吸起伏,毫米级位移也会在高频毫米波回波中留下周期变化。

文献支持 R60ABD1 数据手册将模块描述为 60GHz、1T3R、FMCW 呼吸睡眠雷达;上位机接收的是模块内部算法输出,并非原始 ADC 回波。

02 / FALL LOGIC

当前跌倒检测依据是什么?

它不是“看姿势”,而是从低速参数中寻找一个可解释的时间模式。

1体动峰值≥ 60%

3秒窗口中出现较大动作。

→
2相对基线突增≥ 40%

峰值必须高于真正的峰前基线。

→
3峰后下降≥ 30%

要求当前值相对峰值明显下降。

→
4低体动持续≤ 5% · 5s

继续检测到人体且维持静止才确认。

短暂无人宽限 3秒疑似状态最长 10秒告警冷却 30秒保存前10秒 / 后20秒
03 / EVIDENCE LADDER

哪些是事实,哪些仍需验证

命题证据状态依据与限制
模块可输出存在、体动、距离、XYZ、呼吸与心率等参数已实现协议解析和界面显示已完成;刷新周期由模块决定。
“剧烈动作后快速静止”可作为跌倒候选特征文献支持与雷达跌倒研究中的速度、时频和姿态变化思想一致,但本模块只输出压缩后的低速参数。
当前阈值能可靠区分跌倒与快速躺下待实验验证尚无足量真人、跨房间标注数据;网站不宣称准确率。
雷达Z坐标等于人体离地高度不可直接推定雷达倾斜安装后坐标轴随安装姿态变化,必须标定坐标变换。
为什么保留阈值法

低成本、可解释、符合现有输出能力

R60ABD1没有向上位机开放微多普勒图或点云。对每秒一次的体动等级使用简单状态机,比在极少数据上训练复杂模型更诚实,也更容易调试与复核。

为什么它不是终点

低速标量会丢失跌倒的空间与速度细节

走动、重坐、快速躺下可能产生相似序列;慢速滑倒又可能没有足够峰值。更高可靠性需要原始回波、距离—多普勒或三维点云。

REFERENCES

可追溯资料

  1. R60ABD1 数据手册 V1.1——模块体制、功能与测量边界。
  2. R60ABD1 模组上手指南 V1.1——数据点、刷新周期与串口协议。
  3. R60ABD1 实际安装使用说明 V1.1——波束、安装角度、距离与干扰源。
  4. Hu et al., Radar-Based Fall Detection: A Survey, IEEE RAM, 2024——微多普勒、距离—多普勒、角度和点云方法综述。
  5. Texas Instruments: Intelligent fall detection using mmWave radar——使用点云随时间变化进行非接触跌倒检测的官方技术示例。