申请/专利权人：佳纶生技股份有限公司

申请日：2017-05-27

公开（公告）日：2020-10-16

公开（公告）号：CN107440695B

主分类号：A61B5/0205(20060101)

分类号：A61B5/0205(20060101);A61B5/00(20060101);A61B8/00(20060101);A61B8/02(20060101)

优先权：["20160531 US 62/343,641","20161110 US 62/420,436"]

专利状态码：失效-未缴年费专利权终止

法律状态：2022.05.06#未缴年费专利权终止;2018.01.05#实质审查的生效;2017.12.08#公开

摘要：本发明一种生理信号感测装置，包含至少一第一多普勒感测器、至少一第二多普勒感测器、至少一第一放大滤波单元、至少一第二放大滤波单元、处理器以及传输单元，用以感测身体的生理资讯，其中第一及第二多普勒感测器分别感测不同身体位置而产生、传送第一及第二生理感测信号至第一、第二放大滤波单元，再经适当的放大、滤波及信号转换处理后产生第一及第二数位感测信号，由处理器进行数位信号处理以产生第一及第二生理资讯，最后经传输单元向外传送。第一及第二多普勒感测器可分别贴附于颈部动脉及胸前锁骨，用以感测心跳速率及呼吸速率。

主权项：1.一种生理信号感测装置，可运作于一生理信号量测模式以及一手势辨识模式，其特征在于，包括：一多普勒感测器，用以发射具有固定频率的一无线射频信号，接收一反射无线射频信号，并根据该无线射频信号与该反射无线射频信号产生一基频信号；一带通滤波单元，耦接该多普勒感测器；一侦测装置，用以侦测该生理信号感测装置是否电性连接至一机器人；一处理器，根据该基频信号以产生一侦测结果；以及一无线模块，用以将该侦测结果传送至一伺服器，其中当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式，该侦测结果包括一心跳数与一呼吸数；当该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式时，该侦测结果被传送至一电子装置以进行一手势辨识，若该生理信号感测装置电性连接至该机器人，该侦测装置产生一触发信号通知该处理器，使该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式，该带通滤波单元根据该生理信号感测装置的运作模式决定该带通滤波单元的导通频率。

全文数据：生理信号感测装置技术领域[0001]本发明有关于一种生理信号感测装置，尤其是以至少一感测装置的形式而实现，且不同感测装置之间是透过有线或无线方式进行资料传输，并可配挂于身体或以^何形5放置于身体而用于侦测包含心跳速率及呼吸速率的生理信号，且可进一步直接显示生理资讯或藉无线传输而传送至具显示屏幕的装置以显示生理资讯。背景技术[0002]随着电子技术的进步以及半导体也者在相关制程上的一'再突破，市场也不断推出新式的感测装置，提供特定的感测功能，比如影像感测器、红外线感测器、超音波感测器、温度感测器、湿度感测器、振动感测器、多普勒感测器、生理信号感测器，等等，且己被广泛的应用于实际领域。尤其是在医疗、保健方面，一般常用的血压计、血糖计、脉搏计，都是结合电子工艺及半导体技术的产品，具有轻、薄、短、小，且易于携带及操作的优点，再加上耗电量低，可延长电池的使用时间。[0003]但是，传统上对于量测心跳呼吸方面还是使用接触式电极片贴附到前胸的心脏及肺脏，再利用电子装置处理电极片所感测到的电气信号，进而产生心跳及呼吸速率。这种量测方式需要使用较长的连接线以连接电极片及电子装置，对于使用者而言会相当不方便，因为不紧会干扰到简单的身体动作，而且身体的动作也会影响量测的准确度，所以一般只能平躺或静坐，直到量测结束。再者，电极片一开始贴附到身体时，会因与体温之间的温差，而使得使用者会有冰凉的不适感，对于幼童或老年人尤为明显。发明内容[0004]本发明的一实施例为一种生理信号感测装置，可运作于一生理信号量测模式以及一手势辨识模式。生理信号感测装置包括:一多普勒感测器、一处理器以及一无线模块。多普勒感测器，用以发射具有固定频率的一无线射频信号，接收一反射无线射频信号，并根据该无线射频信号与该反射无线射频信号产生一基频信号。[0005]—处理器，根据该基频信号以产生一侦测结果。一无线模块，用以将该侦测结果传送至一伺服器。当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式，该侦测结果包括一心跳数与一呼吸数。当该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式时，该侦测结果被传送至一电子装置以进行一手势辨识。[0006]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，更包括一侦测装置，用以侦测该生理信号感测装置是否电性连接至一机器人，若该生理信号感测装置电性连接至该机器人，该侦测装置产生一触发信号通知该处理器，使该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式。[0007]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，其中该侦测装置为一NFC模块或可连接至该机器人的一连接器。[0008]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，更包括一带通滤波单元，耦接该多普勒感测器，并根据该生理信号感测装置的运作模式决定该带通滤波单元的导通频率。[0009]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，当该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式时，该带通滤波器的导通频率为0〜40Hz。[0010]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式且该处理器量测心跳数时，该带通滤波器的导通频率为0.72至3.12Hz。[0011]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式且该处理器量测呼吸数时，该带通滤波器的导通频率为0.066至0.72Hz。[0012]本发明的另一实施例的生理信号感测装置，其中该带通滤波单元根据一触发信号来判断该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式或该手势辨识模式，该触发信号系该生理信号感测装置耦接至一机器人时所产生。附图说明[0013]图1显示依据本发明第一实施例生理信号感测装置的示意图。[0014]图2A、图2B、图2C显示依据本发明第一实施例生理信号感测装置的应用实例示意图。[0015]图3显示依据本发明生理信号感测装置中第一或第二多普勒感测器的功能方块示意图。[0016]图4显示依据本发明生理信号感测装置的应用实例示意图。[0017]图5A、图5B显示依据本发明生理信号感测装置中感测装置至伺服器以及资料存取流程的操作流程示意图。[0018]图6显示依据本发明第二实施例的生理信号感测装置的示意图。[0019]图7A显示依据本发明第二实施例中一般手势的动作分类的示意图。[0020]图7B为对应图7A的频域信号的示意图[0021]图8显示本发明第二实施例手势指令映对图形介面GCM_GUI编辑器的示意图。[0022]图9显示本发明第二实施例中机器人硬体方面的功能示意图。[0023]图10显示本发明第二实施例中设定操作的步骤。[0024]图11显示本发明第二实施例中使用者操作的步骤。[0025]图12显示本发明的手势侦测方法的管线演算法。[0026]图13显示依据本发明第三实施例生理信号感测装置的示意图。[0027]图14显示依据本发明第三实施例生理信号感测装置的另一个实现方式的示意图。[0028]图15为根据本发明的一多普勒感测器的一实施例的示意图。[0029]图16为根据本发明的一多普勒天线的一实施例的示意图。[0030]图17A与图17B为根据本发明一心跳演算法的一实施例的流程图。[0031]图18为根据本发明的一振幅正规化一实施例的流程图。[0032]图19为根据本发明的一去谐波演算法一实施例的流程图。[0033]图20为根据本发明的呼吸演算法的一实施例的流程图。[0034]其中，附图标记说明如下：[0035]1生理信号感测装置[0036]2生理信号感测装置[0037]3生理信号感测装置[0038]1〇第一多普勒感测器[0039]10A多普勒模块[0040]10B天线单元[0041]12第二多普勒感测器[0042]20第一放大滤波单元[0043]22第二放大滤波单元[0044]30处理器[0045]40传输单元[0046]50闸道[0047]60伺服器[0048]70远端监看系统[0049]80无线单元[0050]90输出线[0051]AMP放大器[0052]BD带状承体[0053]BP1第一带通滤波器[0054]BP2第二带通滤波器[0055]BP3第三带通滤波器[0056]C1第一可调电容[0057]C2第二可调电容[0058]MUX多工器[0059]P处理器[0060]R1输入电阻[0061]R2回授电阻[0062]RB机器人[0063]S11〜S28步骤[0064]S31〜S37步骤[0065]S41〜S53步骤[0066]S61〜S65步骤具体实施方式[0067]以下配合图示及元件符号对本发明的实施方式做更详细的说明，使熟悉本领域的技术人员在研读本说明书后能据以实施。[0068]参考图1，本发明的一生理信号感测装置的一实施例的示意图。如图i所示，本发明弟~头施例的生理彳目号感测装置包括至少一•第一多普勒感测器DopplerSensor10、至少一第二多普勒感测器12、至少一第一放大滤波单元20、至少一第二放大滤波单元22、处理器30以及传输单元40,可配戴在身体上，比如颈部或胸部，用以感测生理资讯，比如心跳速率与呼吸速率，而且传输单元40可为有线或无线的输出装置。[0069]要注意的是，上述第一多普勒感测器DopplerSensor10、第二多普勒感测器12、第一放大滤波单元20、第二放大滤波单元22的数目可为任意个，视实际需要而配置，即，本发明实质上可包含至少一多普勒感测器及至少一放大滤波单元，且每个放大滤波单元是搭配相对应的多普勒感测器。[0070]具体而言，第一多普勒感测器10及第二多普勒感测器I2是分别连接至第一放大滤波单元20及第二放大滤波单元22,且处理器30连接第一放大滤波单元20、第二放大滤波单元22及传输单元40。更进一步而言，第一多普勒感测器1〇及第二多普勒感测器12分别利用多普勒效应以感测不同身体位置而产生第一及第二生理感测信号，并个别传送至第一放大滤波单元20、第二放大滤波单元22，经适当的放大、滤波及信号转换处理后产生第一及第二数位感测信号，接着由处理器30接收后进行数位信号处理，藉以产生第一及第二生理资讯而传送至传输单元40,而传输单元40可利用有线或无线的方式向外输出、传送来自处理器30的第一及第二生理资讯。[0071]例如图2A及图2B、图2C所示，在实际应用上，第一多普勒感测器1〇可配置成直接靠近颈部的动脉，能感测关于心跳速率的信号，而第二多普勒感测器12可配置成直接靠近胸部的锁骨，可感测关于呼吸速率的信号，或者，第一多普勒感测器10及第二多普勒感测器12可先设置在项链类的带状承体BD上，用以分别靠近或对准颈部动脉、胸部锁骨。[0072]以下将简单说明第一多普勒感测器10及第二多普勒感测器12的技术特征。本质上，第一多普勒感测器10及第二多普勒感测器12是具有相同电气技术并展现类似的电气功能。以第一多普勒感测器10为例，如图3所示，包含多普勒模块10A及天线单元10B，其中多普勒模块10A具类似多普勒雷达的特性，且天线单元10B利用接收来自多普勒模块10A的特定频率信号而向外发射至非静态目标物，比如身体上进行持续动作的某一特定部位，并接收非静态目标物的反射信号而传送给多普勒模块10A，由于反射信号的频率已不同于原来的特定频率信号而发生频率飘移，因而多普勒模块10A可藉以比较二者的频率与相位变化而得到该特定部位的相对运动资讯。[0073]多普勒感测器如图15所示。振荡器产生频率为10.525GHz不限定此频率的讯号，S1讯号传输至发射端天线Tx，发射电磁波，发射后的电磁波碰触至待测物体后，产生反射讯号，反射讯号经由接收端的天线Rx接收，S3讯号并经过混波器Mixer同时与振荡器的S2讯号，进行讯号的解调与降频并产生基频讯号（IF输出。[0074]再者，上述的天线单元10B包含发射端及接收端（图中未显示），可使用阵列方式，比如2x2阵列，用以分别发射及接收信号，如下图16所示，而多普勒模块10A是利用振荡器产生发射信号，并利用混波器Mixer对发射及接收信号进行讯号的解调与降频，以产生基频讯号（IF而输出。[0075]较佳的，本发明的生理信号感测装置是使用两颗多普勒感测器，其中一颗可使用多普勒模块，而另一颗是使用多普勒模块加上改良后的天线。[0076]第一放大滤波单元20及第二放大滤波单元22实质上是属于类比电路的心跳电路及呼吸电路的部分。[0077]关于第一放大滤波单元20的心跳类比电路，来自第一多普勒感测器10的基频讯号是进入心跳类比电路，可将很微小的电讯号（10mV以下进行第一级放大，再经过滤波器，可将不在心跳范围内的讯号滤除，其中心跳范围内的频率为〇.72至3.12Hz。[0078]上述滤波器的形式可以使用带通滤波器，其截止频率可设置为0.72〜3.12Hz。不过，使用带通滤波器可能使得〇.72〜3.12Hz范围外的讯号还是会参杂其中，频率响应没有单独使用高通滤波器与低通滤波器组合来得好。另一方式是使用高通滤波器与低通滤波器组合，其中高通滤波器与低通滤波器，可以利用阶数以及调整截止频率，在截止频率范围可以更陡峭，达到滤除效果更好的频率响应;此心跳电路滤波器是先使用高通滤波器再串接低通滤波器。因为先使用高通滤波器可以滤除前级放大器产生的DCoffset，以至于将讯号放大时不会产生饱和现象，而此高通滤波器可以将讯号放大2倍，最后，再经过低通滤波器并放大2倍，甚至再接一级放大器，将讯号再次放大。[0079]关于第二放大滤波单元22的呼吸类比电路，基频讯号进入呼吸类比电路，可将很微小的电讯号（l〇mV以下进行第一级放大，再经过滤波器，将不在呼吸范围内的讯号滤除，呼吸范围内的频率为〇.066至0.72Hz。此外，滤波器的形式可以使用带通滤波器，截止频率设置0.066〜0.72Hz，不过向类似的，使用带通滤波器会使得0•066〜0•72Hz范围外的讯号还是会参杂其中。因此，可使用高通滤波器与低通滤波器的组合，其中高通滤波器与低通滤波器，可以利用阶数以及调整截止频率，在截止频率范围可以更陡峭，达到滤除效果更好的频率响应;此呼吸电路滤波器是先使用高通滤波器再串接低通滤波器，因为先使用高通滤波器可以滤除前级放大器产生的DCoffset，以至于将讯号放大时不会产生饱和现象，此高通滤波器可以将讯号放大2倍，最后，再经过低通滤波器并放大1.5倍，甚至再接一级放大器，将讯号再次放大。[0080]最后，心跳类比电路讯号与呼吸类比电路讯号经过适当的类比数位转换器ADC进行信号转换后进入处理器30,用以进行数位信号处理。[0081]更加具体而言，第一数位数位感测信号及第二数位数位感测信号本质上是属于时域讯号，而处理器30的数位信号处理是先将时域讯号经过快速傅立叶转换FFT为频域讯号而得到相对应的主要频率，再经去除谐波处理后，得到关于呼吸速率、心跳速率的讯号。[0082]传输单元40较佳的可为无线操作方式，藉以方便随身携带，其中传输单元40可将处理器30处理后所得到的心跳速率与呼吸速率，透过蓝芽低功率4.0的传输协定而进行无线传输，进而传输至闸道Gateway50,如图4中本发明生理信号感测装置的应用实例示意图所示，再传送至后端的伺服器sever60或者具有可接收无线传输的显示器，用显示心跳速率与呼吸速率的讯息。此外，伺服器60,将相关的生理资讯进一步传送至远端监看系统RemoteViewSystem，RVS70,以供后续处理，比如统计分析或疾病分析。[0083]再者，本发明的生理信号感测装置还可进一步包含电源管理单元（图中未显示），包括㈧电池:提供装置电源；⑻外部电源:提供电池充电所需电源；⑹充电电路：电池充电电路；¢电源开关:控制装置的电源开关；⑻电源管理:提供装置所需各种电源；（F外部电源侦测:侦测B外部电源状态；⑹处理器:装置的控制及电源onoff控制；以及⑻状态显示:显示装置状态LED或LCD或其它显示装置）。[0084]再者，本发明的生理信号感测装置还可进一步包含电源管理单元（图中未显示），包括A电池:提供装置电源；⑻外部电源:提供电池充电所需电源；（C充电电路：电池充电电路；（D电源开关:控制装置的电源开关；⑻电源管理:提供装置所需各种电源；（F外部电源侦测:侦测B外部电源状态；⑹处理器:装置的控制及电源onoff控制；以及H状态显示:显示装置状态LED或LCD或其它显示装置）。[0085]上述电源管理单元的持色在于:装置可在不使用时关闭电源以达到省电目的；搭配无线传输，可从远端关闭装置电源；装置状态显示装置可共用，由处理器控制，统一显示装置的状态，例如电池电量，充电状态，连线状态;在电源关闭的模式下充电仍可由处理器控制显示装置状态；当装置进入充电状态后可关闭或停用其它不用的周边；当装置移除外部输入时，处理器可选择保持开机或关闭装置电源;处理器可侦测电池电量，当低电量时发出警示；当电池即装没电时，处理器可先进行关机前准备如储存资料、发出警示），再关闭电源，以保护电池不要过放。[0086]关于呼吸速率、心跳速率的计算方式请参考以下说明。[0087]图17A与图17B为根据本发明一心跳演算法的一实施例的流程图。在本实施例中是以连续三段20秒的原始资料感测器的感测资料来进行心跳数值估算，但并非以20秒原始资料为限。使用者亦可采用连续三段10秒原始资料，或连续三段15秒原始资料进行心跳值的估算。在另一个实施例中，第一次的心跳数值估计是利用第1〜60秒的感测资料进行估算，第二次的心跳数估计是利用第21〜80秒的感测资料进行估算。[0088]心跳演算法包括下列步骤。[0089]步骤S11:处理器先取得第1〜2〇秒的第一原始资料rawdata，并对第一原始资料的振幅进彳丁正规化。[0090]振幅正规化主要是因为每个人身体状况及使用上的差异，会使感应器收到的信号产生振幅大小不同的差异，而将振幅正规化后，可将信号正规化到特定范围的振幅，降低个人对感测器的影响。此外因为进行FFT运算时，如果有直流成份会在0Hz处得到较大的peak，所以正规化时必需去除直流成份。关于正规化的部分会另外说明。[0091]步骤S12:将正规化的第一原始资料，经过FFT转换成第一频域信号。[0092]步骤S13:对第一频域信号使用去谐波演算法去除谐波，得到第一频率信号。[0093]步骤S14:取得第21〜40秒的第二原始资料rawdata，并对第二原始资料的振幅进行正规化。[0094]步骤S15:将正规化的第二原始资料，经过FFT转换成第二频域信号。[0095]步骤S16:对第二频域信号使用去谐波演算法去除谐波，得到第二频率信号。[0096]步骤S17:取得第41〜60秒的第三原始资料，并将振幅正规化。[0097]步骤S18:将正规化的第三原始资料，经过FFT转换成第三频域信号。[0098]步骤S19:对第三频域信号使用去谐波演算法去除谐波，得到第三频率信号。[0099]步骤S20:将第一频率信号、第二频率信号、第三频率信号由小到大做排序，并估算得到第一心跳估计值、第二心跳估计值、第三心跳估计值第一心跳估计值最小，第三心跳估计值最大）。[0100]步骤S21:比较第二心跳估计值是否与第一心跳估计值及第三心跳估计值差值在某小范围内（第二心跳估计值-第一心跳估计值小于X且第三心跳估计值-第二心跳估计值小于X，X为设定的范围值，表示可接受的误差值，在本实施例中X=5。若步骤S21的结果为否，则进入步骤S22。若步骤S21的结果为是，则进入步骤S26。[0101]步骤S22:比较第二心跳估计值是否与第一心跳估计值差值在某范围内，第二心跳估计值-第一心跳估计值小于X。若步骤S22的结果为否，则进入步骤S23。若步骤S22的结果为是，则进入步骤S27。[0102]步骤S23:比较第二心跳估计值是否与第三心跳估计值差值在某范围内，第二心跳估计值-弟一心跳估计值小于X。若步骤S23的结果为否，则进入步骤S24。若步骤S23的结果为是，则进入步骤S28。[0103]步骤SM:取三个心跳估计值的中位数，心跳值的演算结果为第二心跳估计值。[0_步骤S25:输出演算结果心跳值）。[0105]步骤S26:将第一心跳估计值•第二心跳估计值，第三心跳估计值平均得到心跳值的演算结果=第一心跳估计值+第二心跳估计值+第三心跳估计值3。[0106]步骤S27:将第一心跳估计值•第二心跳估计值平均得到心跳值的演算结果=第一心跳估计值+第二心跳估计值2。[0107]步骤S28:将第二心跳估计值•第三心跳估计值平均得到心跳值的演算结果=第二心跳估计值+第三心跳估计值2。[0108]图18为根据本发明的一振幅正规化的流程图。振幅正规化的流程包括下列步骤；步骤S31，处理器自感测器取得原始资料;步骤幻2，计算出原始资料的振幅;步骤S33，计算放大倍率=36〇〇原始资料振幅得商的整数倍。Q2bitADC的最大值4095的90%约为36〇〇;步骤S34,计算出原始资料的平均值;步骤S35,将原始资料全减去平均值得到第一资料;步骤S%，将原始资料全乘放大倍率得到第二资料；以及步骤S37，输出第二资料，也就是正规化后的原始资料。[0109]图19为根据本发明的一去谐波演算法一实施例的流程图。去谐波演算法流程图的流程包括下列步骤。[0110]步骤S41:处理器取得原始资料并将原始资料的振幅做正规化。[0111]步骤S42:将正规化后的原始资料使用FFT转换。[0112]步骤s43:取出范围在45〜200BPM内的最大10组峰值，并依大到小排序，为峰值丄到峰值10。[0113]步骤S44:判断（峰值12是否小于45BPM。若否进入步骤S45，若是进入步骤S50，演算结果=峰值1的频率。[01M]步骤S45:比对峰值2到峰值1〇中是否有峰值1二次谐波的基频，需同时符合以下二个条件：：1•比对峰值2到峰值10个中有没有与峰值I2的频率相差小于特定范围的频率；以及2•比对的峰值频率峰值须大于第峰值1的特定百分比以上（例如5〇%倍以上，取绝对高值。[0115]若步骤S45的结果为否进入步骤S46,若是进入步骤S51，演算结果=峰值2到峰值10中第一个比对到等于二次谐波基频的频率。[0116]步骤S46:判断（峰值13是否小于45BPM。若步骤S46的结果为否进入步骤S47,若是进入步骤S52，演算结果=峰值丨的频率。’[0117]步骤S47:比对峰值2到峰值1〇中是否有峰值1三次谐波的基频，需同时符合以下二个条件）：[0118]1.比对峰值2到峰值10个中有没有与峰值I3的频率相差小于特定范围的频率；[0119]2.比对的峰值频率峰值须大于第峰值丨的特定百分比以上。例如50%倍以上，取绝对高值。[0120]若步骤S47的结果为否进入步骤S48,若是进入步骤S53,演算结果=峰值2到峰值10中第一个比对到等于三次谐波基频的频率。[0121]步骤S48:演算结果=峰值1的频率。[0122]步骤S49:输出演算结果。[0123]图20为根据本发明的呼吸演算法的一实施例的流程图。流程包括下列步骤。[0124]步骤S61:取得2〇秒原始资料并将振幅正规化。[0125]步骤S62:将并正规化的原始资料经过FFT转换成频域。[0126]步骤S63:找出范围在0.1〜〇.583Hz6〜35BPM中最大峰值的频率值。[0127]步骤S64:将频率值转换为BPM。[0128]步骤S65:输出演算结果呼吸次数）。[0129]要注意的是步骤S61与步骤S62可能在进行心跳数估测时就完成，因此处理器可以直接取得结果后进入步骤S63。[0130]此外，本发明的生理信号感测装置可较佳的配戴到特定位置，比如生理信号感测装置放置于锁骨上方量测呼吸动作，而由于呼吸时胸腔附近的肌肉群以及肋骨，可将伴随着吸气、吐气有着明显的动作起伏透过生理信号感测装置进而得到呼吸速率。另外，生理信号感测装置放置于动脉上方量测心率，由于心脏收缩时，血液会从心脏注入动脉血管，伴随着心脏收缩与舒张的周期，动脉有着明显的脉动周期性变化，透过生理信号感测装置进而得到心跳速率。[0131]因此，生理信号感测装置可放置于受测者相关位置，并可串接多组感测器。将生理信号感测装置放置于锁骨或动脉处，g卩可量测生理资讯呼吸速率、心跳速率）。[0132]就本发明生理信号感测装置的外观而言，由于主要感测器是位于颈动脉与颈部下方的两肩锁骨交接处这两处，因此外观设计上是将颈动脉与颈部下方的两肩锁骨交接处包括进去。较佳的，本发明生理信号感测装置的外观设计是类似于项链，可穿挂在颈部。例如，项链的外观可以被固定在颈部，不会因外力而晃动或移动，导致位置的改变，影响装置的量测。[0133]整体而言，对于使用本创作的系统，生理信号感测装置得到的生理资讯（呼吸速率、心跳速率），可以透过蓝芽模块BLE传送至闸道，再透过闸道的WiFi模块至后端伺服器进入我们的资料库SQL找到对应栏位进型储存。在显示相关生理资讯（呼吸速率、心跳速率），我们的远端监控装置RVS有不同介面;手机应用程式、个人电脑及平版来显示我们的生理资讯。每一台闸道可以同时与多台生理信号感测装置连接并一同将资料传输至后端伺服器进行处理。[0134]关于生理信号感测装置连接至伺服器的技术，可在生理信号感测装置第一次连结到伺服器时，会藉由网路时间协定NetworkTimeProtocol，NTP伺服器进行校准一次时间，接着，生理信号感测装置会将资料依序时间开始收集并结由闸道而传送到伺服器中相对应的资料库栏位而储存。[0135]如图5A、图5B所示，分别为本发明生理信号感测装置中感测装置至伺服器以及资料存取流程的操作流程示意图。[0136]在图5A中，本发明生理信号感测装置中感测装置至伺服器的操作流程是包含在生理信号感测装置第一次连结到伺服器时，第一次他会藉由（NetworkTimeProtocolNTP伺服器去校准一次时间，接着，生理信号感测装置会将资料依序时间开始收集并结合，再由闸道gateway传送到伺服器中对应的资料库栏位而储存。[0137]在图5B中，具体的资料存取流程包含在资料库中，建立了不同的资料表与其中栏位，这样资料送进来的时候，伺服器启动服务资料便可以找到对应的栏位。此外，还有一个机制是，伺服器会去比对收集到的生理参数是否落在合理范围，如果超出了这个范围，会传送一个警告到装置和远端监看系统RVS，以通知使用者与预期通知单位。[0138]图6为根据本发明的一生理信号感测装置与机器人互动的示意图。在本实施例中，生理信号感测装置2用以感应使用者的手势，并将感应到的信号处理后传送给机器人，让机器人在辨识使用者手势后，进行对应的动作。举例来说，当机器人侦测到使用者是向机器人招手，机器人就会向使用者移动。当机器人侦测到使用者是向机器人挥手再见，机器人也会对使用者挥手说再见。不同的手势可以控制机器人进行不同的动作，这部分可由使用者自行设定。[0139]多普勒感测器I3发出一无线射频信号，并接收反射的射频信号以产生一基频信号，通过放大滤波单元24后，只有频率位于〇〜40Hz范围内的信号会被传送到处理器32。处理器32会对接收到的信号进行处理，如傅立叶转换，并将处理后的信号传送给传输单元42，以传送给机器人。在另一个实施例中，因为机器人的硬体效能较佳，因此可以将放大滤波单元24的输出信号直接传送给机器人处理。[0140]如图7A所示，一般手势的动作可分为几大类，比如收部的向前推、向后拉、向右摆动、向左摆动、平举、斜向拉伸、弯曲，或是腿部的向前踢、向前抬高、向下摆、向后摆、身体转动、弯腰、抬头，等等，或是手部、及、部的不同动作的任意组合。当然，图7所示手势只是用以说明本发明特点的示范性实例而己，并非用以限定本发明的范围。图7B多普勒感测器感测到图7A的动作时的信号，经过傅立叶转换后的频域信号（freqUenCy-timesignal。由图7B上可以发现，不同的手势都会对应不同的频域信号，因此机器人可以藉由比对频域信号的方式来判断使用者的手势。[0141]如图8所示，为方便设定手势的指令GCM，可藉由手势指令映对图形介面GCM_GUI编辑器完成，同时还提供加入新指令的功能。[0142]更进一步而言，本发明另一个手势辨识方式是利用配置于机器人RB的头部的CCD摄影机或飞时相机Time-of-FlightCamera以撷取影像串流videostream，藉手势辨识测感测装置捕捉影像串流中运动的手势动作，并由处理器32判断手势动作的类型后，产生相对应的手势指令，供机器人参考而执行相对应的动作。例如图9所示，在硬体方面，主要使用微处理器单兀（MicroProcessorUnit，MPU、电荷親合元件（Charge-coupledDevice，CCD相机、飞时相机Time-of-FlightCamera、光源滤光器LightFilter、彩色滤光器ColorFilter，而在软体操作方面，是包含：[0143]1.相机校正（cameracalibration[0144]2•形变法Morphologymethod[0145]3•有用区域法（RegionofInterest，R0I[0146]4.回旋轮廓过滤器Convolutionfilter[0147]5.回旋轮廓强化法（Convolutioncontoursenhance[0148]6•凸面缺陷法（ConvexityDefects[0149]7•凸面壳体法ConvexHull[0150]8.Radon转换（Radontransform[0151]9.houg转换houghtransform[0152]10.背景影像减除（backgroundimagesubtraction[0153]11.彩色滤光器（colorfilter[0154]12.光学流opticalflow[0155]13.深度影像depthimage[0156]14.手势分类器Gesturesclassifier[0157]15•隐藏式Markov模型HiddenMarkovModels[0158]16.动态时间包封DynamicTimeWarping[0159]17•机器学习法machinelearningmethod[0160]18•支撑向量机器SupportVectorMachines[0161]l9.K型最接近相邻物法（k-nearestneighbors[0162]20•手势资料库（gesturedatabase[0163]21•手势指令映对图形介面边辑器^GestureandcommandmappingGUIeditor[0164]具体而言，微处理器单元MicroProcessorUnit，MPU会先对电荷耦合兀件Charge-coupledDevice，CCD相机进行校正，比如几何校正、像差，或取得相机模型等等参数，以利后续计算流程的操作与精准度，尤其，这种相机校正操作可以是在机器人出厂前进行，并同时储存相关参数，或者，也可在运行下列所述处理流程的前进行校正，包含设定操作以及使用者操作。[0165]关于设定操作，如图10所示，是包括以下步骤:开始;进入GCM_GUI;进行新映射;是否选取手势;是否映射指令;插入新映射项目；以及结束。[0166]进一步而言，微处理器单元会透过CCD相机读取一系列的原始影像串列资料，并将原始影像串列资料经由影像处理而计算后取得处理过后的影像串列资料，比如形变法Morphologymethod、有利区域法RegionofInterest，R0I、回旋滤波器Convolutionfilter、回旋轮廓强化法Convolutioncontoursenhance，而且处理后的影像串列资料的影像锐利度、对比度、边缘、锯齿比率会比原始影像串列资料还更加改善;处理后的影像串列资料经由凸面缺陷ConvexityDefects、凸面壳体ConvexHull、随机转换Radontransform、（houghtransform、背景影像减除（backgroundimagesubtraction、彩色滤光器colorfilter、光学流opticalflow、深度影像depthimage的计算处理而取得自定义的特征feature;上述特征经由手势分类器Gesturesclassifier执行分类方法而得到手势资料库gesturedatabase，该分类方法会是使用如动态时间包封DynamicTimeWarping、或隐藏式Markov模型（HiddenMarkovModels，或K型最接近相邻物（k-nearestneighbors、或支撑向量机器（SupportVectorMachines的方法，而此手势资料库中的每个手势类型是能够透过手势指令映对图形介面边辑器GestureandcommandmappingGUIeditor而与手势指令相对应。[0167]关于使用者操作，如图11所示，是包括以下步骤:开始;是否打开GCM控制;MPU获得CCD影像;是否起动手势侦测模块;起动手势分类器;是否具有映射;执行指令;以及结束。因此，对于使用者而言，微处理器单元会将手势类型带入手势资料库中，藉以得到手势类型所对应到的手势指令，此时机器人可据以执行相对应的动作，达到手势控制的结果。[0168]参考图12,本发明第二实施例中手势侦测模块的管线演算法（PipelineAlgorithm的示范性实例，包含:撷取ccd影像;撷取手势光学流、次影像、加速、等等）；产生一维影像;过滤回旋、形变，等等）；找出轮廓分水线、蛇线、形变，等等）.近似多边形;找出凸形壳体;找出凸形缺陷。’[0169]再者、，参考图13,本发明的一生理信号感测装置内的一带通滤波器的一实施例的不意图，其f该带通滤波器受控于生理信号感测装置的处理器p，可以动态地调整带通滤波器输出的信号的频率范围。在本实施例中，输入端Ving卩为基频讯号（if，而输出信号Vout会被传送给处理器进行处理，以进行生理信号量测或是手势辨识。[0170]带通滤波的增益与频率值如下：[0171]增益G=-R1R2[0172]fcL=l2JiRlCl[0173]fcH=l2JiR2C2[0174]fcH与fcL之间即是带通滤波器允许通过的信号的频率范围。[0175]电阻R1的一端连至一正输入端，用以接收一基频信号。电阻R1的另一端耦接至多工器MUX的输入端。多工器MUX授控于一触发彳目号，用以选择信号输出的路径。该触发信号同时会传送给处理器P，使得处理器P可以调整可调电容C1与可调电容C2的电容值，用以改变可通过带通滤波器的信号的频率范围。[0176]在本案中，心跳数主要是根据频率范围落在0.72至3.12Hz的信号来进行估算，呼吸次数主要是根据频率范围落在0.066至0_72Hz的信号来进行估算，而在进行手势辨识时主要是根据〇至40Hz的信号来进行手势辨识。[0177]多工器MUX受控于外部触发信号，用以选择导通路径。当生理信号感测装置与机器人耦接时，外部信号或触发信号会使得多工器MUX选择逻辑为1的路径，此时带通滤波器的截止频率为〇Hz。同一时间，处理器P接收到了该触发信号后，处理器p同时会调整可调电容C2的电容值，使得可通过带通滤波器的信号的频率范围为〇至40Hz。[0178]外部信号或触发信号有多种产生的方式，可能是物理方式产生，也可能是无线方式产生。举例来说，生理信号及手势辨识测感测装置上有一近场通信NFC感测模块，机器人上也有感测模块，当NFC感测模块感测到机器人上的NFC感测模块所发出信号且认证后，NFC感测模块即发出外部中断或触发信号给多工器，则输入信号Vin信号不会通过第一可调电容C1。同时，生理信号感测装置内的控制器会控制第二可调电容C2的电容值，以使带通滤波器的导通频率为〇〜40Hz。[0179]在另一种实施方式中，生理信号感测装置具有母连接器，而机器人上具有相对应的公连接器，因此当生理信号感测装置与机器人连接时，母连接器的脚位会产生触发信号，用以控制多工器切换路径，且生理信号感测装置内的控制器控制第二可调电容C2的电容值，以使带通滤波器的导通频率为〇〜4〇Hz。[0180]在又一种实施方式中，生理信号感测装置具有公连接器，机器人上具有相对应的母连接器。当生理信号感测装置与机器人连接时，公连接器的脚位会产生触发信号，用以控制多工器切换路径，且生理信号感测装置内的控制器控制第二可调电容C2的电容值，以使带通滤波器的导通频率为〇〜4〇Hz。[0181]当生理信号感测装置运作在生理信号量测模式时，多工器MUX会选择0的路径。此时，控制器P会根据量测的生理信号为心跳或呼吸数，去改变第一可调电容C1与第二可调电容C2的电容值，使得带通滤波器的导通频率被改变。[0182]进一步参考图14,本发明的一生理信号感测装置内的一带通滤波器的另一实施例的示意图。在本实施例中，带通滤波器包括了第一带通滤波器BP1、第二带通滤波器BP2及第三带通滤波器BP3,并透过第一多工器MUX1切换，让处理器P接收到正确的滤波后的基频信号。第一多工器MUX1是受控于处理器P所产生的第一选择信号SCI，其中第一带通滤波器BP1只让频率落在〇.72〜3.12Hz的信号通过，第二带通滤波器BP2只让频率落在〇.〇66至0.72Hz的信号通过，而第三带通滤波器BP3只让频率落在0〜40Hz的信号通过。此外，生理信号感测装置3是透过特定的侦测机制而判断生理信号信号感测装置是否与机器人连接，而侦测机制可为如近场通信nearfieldcommunication，NFC的无线侦测技术，或是实体的连接器。[0183]通过带通滤波器过滤过的信号可藉放大器图中未显示再次放大，接着被传送到处理器P中进行FFT转换，并对频域信号处理后以估算心跳值与呼吸值。[0184]在另一个实施方式中，生理信号感测装置是于手势模式下对滤波后的信号进行短时距傅立叶转换（short-timeFouriertransform、小波转换wavelettransform或是希尔伯特-黄转换（Hilbert-Huangtransform，藉以得到时频域频谱（time-frequencyspectrum，供进行手势判断用。生理信号感测装置产生的资料会传送给机器人进行手势判断。因为生理信号感测装置与机器人可能是无线连接或是实体连接，因此会透过多工器MUX2让处理器P的输出资料Vout传给机器人，由机器人根据输出资料Vout来进行手势判断。[0185]举例来说，如果生理信号感测装置与机器人是无线连接，则选择信报SC2会让多工器皿JX2将信号传送给生理信号感测装置的无线单元80,由无线单元80将信号传送给机器人进行手势判断。如果生理信号感测装置与机器人是透过连接器连接，则选择信报SC2会让多工器MUX2将信号传送给生理信号感测装置的连接器，透过输出线将资料传送给机器人进行手势判断。要注意的是这边的输出线并非限定于一条实体的连接线，而是电路板上的实体电路。[0186]虽然前述以多个不同的实施例说明，然不同实施例内的技术是可以相互使用，而不是仅限于单一实施例内。[0187]以上所述仅为用以解释本发明的较佳实施例，并非企图据以对本发明做任何形式上的限制，因此，凡有在相同的发明精神下所作有关本发明的任何修饰或变更，皆仍应包括在本发明意图保护的范畴。

权利要求：1.一种生理信号感测装置，可运作于一生理信号量测模式以及一手势辨识模式，其特征在于，包括：一多普勒感测器，用以发射具有固定频率的一无线射频信号，接收一反射无线射频信号，并根据该无线射频信号与该反射无线射频信号产生一基频信号；一处理器，根据该基频信号以产生一侦测结果；以及一无线模块，用以将该侦测结果传送至一伺服器，其中当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式，该侦测结果包括一心跳数与一呼吸数；当该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式时，该侦测结果被传送至一电子装置以进行一手势辨识。2.根据权利要求1所述的生理信号感测装置，其特征在于，更包括一侦测装置，用以侦测该生理信号感测装置是否电性连接至一机器人，若该生理信号感测装置电性连接至该机器人，该侦测装置产生一触发信号通知该处理器，使该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式。3.根据权利要求2所述的生理信号感测装置，其特征在于，该侦测装置为一NFC模块或可连接至该机器人的一连接器。4.根据权利要求1所述的生理信号感测装置，其特征在于，更包括一带通滤波单元，耦接该多普勒感测器，并根据该生理信号感测装置的运作模式决定该带通滤波单元的导通频率。5.根据权利要求4所述的生理信号感测装置，其特征在于，当该生理信号感测装置运作于该手势辨识模式时，该带通滤波器的导通频率为0〜40Hz。6.根据权利要求4所述的生理信号感测装置，其特征在于，当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式且该处理器量测心跳数时，该带通滤波器的导通频率为0.72至3.12Hz。7.根据权利要求4所述的生理信号感测装置，其特征在于，当该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式且该处理器量测呼吸数时，该带通滤波器的导通频率为0.066至0.72Hz〇8.根据权利要求4所述的生理信号感测装置，其特征在于，该带通滤波单元根据一触发信号来判断该生理信号感测装置运作于该生理信号量测模式或该手势辨识模式，该触发信号系该生理信号感测装置耦接至一机器人时所产生。

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