Monitorování vitálních funkcí v automobilech

Klaudia Ježíková

Master's thesis

Vital Sign Monitoring in Automotive Environments

Abstract:

Diplomová práce je věnována problematice monitorování vitálních funkcí v automobilním prostředí. Teoretická část je popsána formou ucelené rešerše, která shrnuje aktuálně dostupné monitorovací metody pro neinvazivní snímání životně důležitých parametrů v automobilním zařízení. Experimentální část práce popisuje návrh a realizaci pneumatického systému, který bude následně integrován do autosedačky nebo bezpečnostního pásu. Součástí praktické části je také návrh a realizace experimentálních měření pro stanovení přesnosti navržených senzorů v reálném prostředí automobilu. Obsah práce je doplněn o testování vlivu typu materiálu, tvaru, velikosti, zapouzdření a umístění senzoru, způsobu zpracování naměřených signálů a různých podmínek jízdy v automobilu. Závěr práce patří statistickému vyhodnocení dosaženích výsledků. Hodnocení využívá srovnání zpracované průměrné variability srdečného tepu extrahovaného z balistokardiografického signálu vůči referenci (elektrokardiografický signál). Kompletní program včetně zpracování dat je zpracován v programovém prostředí Matlab.

Abstract:

The scope of this thesis is vital sign monitoring in automotive enviroments. The theoretical part is written in a form of a comprehensive research, which summarizes the currently available monitoring methods for non-invasive sensing of vital parameters in automobiles. The aim of the experimental part is to design and implement a pneumatic system that will be integrated into a car seat or seat belt. Experimental part also includes the design and implementation of experimental measurements that determine the accuracy of the designed sensors in a real car application. The content of this thesis is complemented by testing the impact of the type of material, shape, size, encapsulation and location of the sensors, the type of the processing method and various driving conditions in the car. The conclusion of the thesis is dedicated to the statistical evaluation of the results. The comparison of the reference with the processed average heart rate variability extracted from the ballistocardiography (electrocardiography) is used for the statistical evaluation. The complete program including the data processing is written in Matlab.

Keywords

Neinvazivní bezkontaktní monitorovací metody, autosedačka, elektrokardiografie, kapacitní elektrokardiografie, magnetická impedance, balistokardiografie, seismokardiografie, fotopletysmografie, PPG zobrazování, infračervená termografie, RADAR, vlnková transformace, FIR filtrace, variabilita srdečního tepu, Matlab.

Keywords

Unobtrusive Monitoring Techniques, Car Seat, Electrocardiography, Capacitive Electrocardiography, Magnetic Impedance, Ballistocardiography, Seismocardiography, Photopletysmography, PPG Imaging, Infrared Termography, RADAR, Wavelet Transform, FIR Filter, Heart Rate Variability, Matlab.

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 30. 4. 2021

Thesis defence

• Date of defence: 3. 6. 2021
• Supervisor: Radek Martinek
• Reader: Vlastimil Slaný

VSB – Technical University of Ostrava

Fakulta elektrotechniky a informatiky

Master programme / field:
Elektrotechnika / Biomedicínské inženýrství