Messung der Herzfrequenz von Passagieren und Flugpersonal mittels kamerabasierter Photoplethysmographie

ZUSAMMENFASSUNG

Die kontinuierliche Messung der Herzfrequenz von Passagieren oder des Flugpersonals während eines Fluges kann aus verschiedenen Gründen von Vorteil sein. Eine kontaktbasierte Messung während des Fluges ist wegen der damit verbundenen Einschränkungen allerdings nicht praktikabel. Es ist jedoch auch möglich, die Herzfrequenz kontaktlos auf der Basis von Kamerabildern bzw. Videodaten zu ermitteln. In dieser Arbeit wird die Anwendbarkeit einer solchen kontaktlosen, bildbasierten Messung der Herzfrequenz in einer Flugzeugkabine untersucht. Unter Verwendung einer herkömmlichen USB-Kamera wurde die Herzfrequenz durch die Analyse von Farbintensitätsänderungen in bestimmten Bereichen des Gesichts ermittelt. Das entwickelte System wurde im Hinblick auf seine Robustheit gegenüber Kopfbewegungen und den typischen Vibrationen in einem Flugzeug bewertet. Die Ergebnisse zeigten, dass mit einer einfachen Kamera unter bestimmten Einschränkungen eine zuverlässige Schätzung der Herzfrequenz möglich ist. Es wurde auch gezeigt, dass die Vibrationen eines Flugzeugs keinen Einfluss auf die Genauigkeit der geschätzten Herzfrequenz haben.

ABSTRACT

Continuous measurement of the heart rate of passengers or flight personnel during a flight can be advantageous for various reasons. However, contact-based in-flight measurement is not practical due to the limitations associated with it. However, it is also possible to determine heart rate without contact using camera images or video data. In this work, the applicability of such a contactless, image-based measurement of heart rate in an aircraft cabin is investigated. Using a conventional USB camera, heart rate was determined by analyzing color intensity changes in specific areas of the face. The developed system was evaluated in terms of its robustness to head movements and typical vibrations in an aircraft. The results showed that a simple camera can be used to reliably estimate heart rate under certain constraints. It was also shown that the vibrations of an aircraft do not affect the accuracy of the estimated heart rate.

Key words

aircraft passengers - heart rate monitoring - remote PPG

Publication History

Article published online:
02 June 2023

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