跌倒檢測(cè)方法、系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的跌倒自動(dòng)報(bào)警器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于跌倒檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，尤其設(shè)及跌倒檢測(cè)方法、系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的跌 倒自動(dòng)報(bào)警器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著人口老年化加劇，老人在未來(lái)人口中所占比重越來(lái)越大；而根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，每 年約有=分之一的65歲W上老人發(fā)生過(guò)跌倒，而且比例隨著年齡的增加而增大。跌倒給老 人的身體的帶來(lái)了巨大的損傷，嚴(yán)重影響其身體健康和獨(dú)立生活能力?；谶\(yùn)一現(xiàn)狀，市場(chǎng) 上出現(xiàn)了很多關(guān)于跌倒檢測(cè)的方法，但都存在一定的問(wèn)題；歸納主要有W下幾類：
[0003] 1、基于視頻監(jiān)控、圖像處理及模式識(shí)別的檢測(cè)方法，運(yùn)類方法需要在特定的區(qū)域 安裝攝像頭進(jìn)行監(jiān)測(cè)，成本較高且檢測(cè)范圍受限，受周圍環(huán)境影響較大；
[0004] 2、基于音頻信號(hào)的跌倒檢測(cè)方法，此類方法誤判率較高，實(shí)用性不大； 陽(yáng)0化]3、基于非Amlroi抓ear的可穿戴設(shè)備的檢測(cè)方法，此類方法受限于其開(kāi)發(fā)系統(tǒng)的 不完善，不利于產(chǎn)品的推廣。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種跌倒檢測(cè)方法、系統(tǒng)及基于該系統(tǒng)的跌 倒自動(dòng)報(bào)警器，旨在提供一種檢測(cè)精度高、誤判率低的檢測(cè)方法及能隨身攜帶并實(shí)時(shí)監(jiān)控、 實(shí)時(shí)報(bào)警的跌倒自動(dòng)報(bào)警器。
[0007] 本發(fā)明提供了一種跌倒檢測(cè)方法，所述方法包括下述步驟：
[0008] 步驟a,通過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的智能穿戴設(shè)備采集被檢測(cè)對(duì)象的行為數(shù)據(jù)，并對(duì)所采集 的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理； 陽(yáng)009]步驟b，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)人體姿態(tài)變化的特征量，所述特征量包含加速 度幅度區(qū)域SM、加速度強(qiáng)度矢量SMV、加速度在水平方向的夾角0 ;
[0010] 步驟C，若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SMA大于幅度闊值，則表明人體處于運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)，進(jìn)一步計(jì)算加速度強(qiáng)度矢量SMV;
[0011] 步驟d，若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值，則進(jìn)一步判斷加速度在水 平方向的夾角0是否大于角度闊值，若是，則表明人體跌倒。
[0012] 進(jìn)一步地，所述步驟b中加速度幅度區(qū)域SMA根據(jù)公式：
計(jì)算；所述加速度強(qiáng)度矢量SMV根據(jù)公式：
計(jì)算；所述加速度在水平方向的夾角0根據(jù)公式：
=計(jì)算；其中，所述X[n]、y[n]、Z[n]分別代表采集的X軸、 y軸、z軸=個(gè)方向的加速度，N代表采集的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。
[0013] 進(jìn)一步地，所述步驟C還包括：若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SMA不大于幅度闊值， 則表明人體處于靜止?fàn)顟B(tài)；并進(jìn)一步判斷所述加速度在水平方向的夾角0是否大于角度 闊值，若大于角度闊值，則表明人體處于站立狀態(tài)或者坐下?tīng)顟B(tài)；若不大于角度闊值，則表 明人體出于平躺狀態(tài)。
[0014] 進(jìn)一步地，所述步驟d還包括：若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV不大于強(qiáng)度闊值， 則表明人體處于水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值而且進(jìn)一步判斷出加 速度在水平方向的夾角0不大于角度闊值，則表明人體處于垂直運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種跌倒檢測(cè)系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：
[0016] 數(shù)據(jù)采集處理模塊，用于通過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的智能穿戴設(shè)備采集被檢測(cè)對(duì)象的行為 數(shù)據(jù)并對(duì)所采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；
[0017] 計(jì)算模塊，用于根據(jù)所述數(shù)據(jù)采集處理模塊處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)人體姿態(tài)變化 的特征量，所述特征量包含加速度幅度區(qū)域SM、加速度強(qiáng)度矢量SMV、和加速度在水平方 向的夾角0 ;
[0018] 第一判斷模塊，用于將所述計(jì)算模塊計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SM與幅度闊值進(jìn) 行比較，來(lái)判斷人體是否處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0019] 第二判斷模塊，用于根據(jù)所述第一判斷模塊判斷出的結(jié)果，結(jié)合所述計(jì)算模塊計(jì) 算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV與強(qiáng)度闊值的比較結(jié)果、加速度在水平方向的夾角0與角度闊 值的比較結(jié)果，來(lái)判斷人體是否跌倒。
[0020] 進(jìn)一步地，所述計(jì)算模塊中加速度幅度區(qū)域SM根據(jù)公式：
計(jì)算，所述加速度強(qiáng)度矢量SMV根據(jù)公式：
計(jì)算，所述加速度在水平方向的夾角0根據(jù)公式：
=計(jì)算，其中，所述X[n]、y[n]、Z[n]分別代表采集的X軸、 y軸、Z軸=個(gè)方向的加速度，N代表采集的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。
[0021] 進(jìn)一步地，所述第一判斷模塊具體為：
[0022] 若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SM大于幅度闊值，則表明人體處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；
[0023] 若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域不大于幅度闊值，則表明人體處于靜止?fàn)顟B(tài)；并進(jìn)一 步判斷所述加速度在水平方向的夾角0是否大于角度闊值，若大于角度闊值，則表明人體 處于站立狀態(tài)或者坐下?tīng)顟B(tài)；若不大于角度闊值，則表明人體出于平躺狀態(tài)。
[0024] 進(jìn)一步地，所述第二判斷模塊具體為：
[0025] 若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值，則進(jìn)一步判斷加速度在水平方向 的夾角0是否大于角度闊值，若是，則表明人體跌倒；
[0026] 若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV不大于強(qiáng)度闊值，則表明人體處于水平運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)；若加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值而且進(jìn)一步判斷出加速度在水平方向的夾角0不 大于角度闊值，則表明人體處于垂直運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0027] 本發(fā)明還提供了一種基于跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的跌倒自動(dòng)報(bào)警器，所述跌倒自動(dòng)報(bào)警器 包括：基于An化oi抓ear的安裝有上述跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的智能穿戴設(shè)備、移動(dòng)終端；
[0028] 所述智能穿戴設(shè)備與所述移動(dòng)終端通過(guò)無(wú)線方式連接；
[0029] 所述智能穿戴設(shè)備用于實(shí)時(shí)檢測(cè)人體體位，并在檢測(cè)到人體跌倒時(shí)將跌倒信息發(fā) 送給所述移動(dòng)終端；
[0030] 所述移動(dòng)終端用于對(duì)所述跌倒自動(dòng)報(bào)警器進(jìn)行實(shí)時(shí)定位，并在收到所述智能穿戴 設(shè)備發(fā)送的跌倒信息時(shí)，將定位的GI^S信息W短信的方式發(fā)送給預(yù)存的手機(jī)號(hào)碼，起到報(bào) 警作用。
[0031] 進(jìn)一步地，所述智能穿戴設(shè)備與所述移動(dòng)終端通過(guò)藍(lán)牙連接；
[0032] 所述移動(dòng)終端為amlroid手機(jī)。
[0033] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于：本發(fā)明提供了一種跌倒檢測(cè)方法、系統(tǒng)及 基于該系統(tǒng)的跌倒自動(dòng)報(bào)警器，解決了采用傳統(tǒng)視頻監(jiān)控存在的檢測(cè)范圍受限問(wèn)題，或采 用音頻信號(hào)檢測(cè)而存在的誤判率較高的問(wèn)題；本發(fā)明提供的跌倒檢測(cè)方法檢測(cè)精度高、誤 判率低；同時(shí)，跌到自動(dòng)報(bào)警器能做到實(shí)時(shí)監(jiān)控、實(shí)時(shí)報(bào)警，極大地避免了跌倒后由于延誤 時(shí)機(jī)而造成的不可修復(fù)的創(chuàng)傷，實(shí)用性比較高。
【附圖說(shuō)明】
[0034]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的跌倒檢測(cè)方法的流程圖；
[0035] 圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的示意圖；
[0036]圖3是本發(fā)明實(shí)施例提供的基于跌倒檢測(cè)系統(tǒng)的跌倒自動(dòng)報(bào)警器的示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0037] 為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，W下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì) 本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用W解釋本發(fā)明，并 不用于限定本發(fā)明。
[0038] 本發(fā)明的主要實(shí)現(xiàn)思想為：提供一種基于An化oi抓ear系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的一個(gè)跌倒檢測(cè) 的應(yīng)用軟件，將此軟件應(yīng)用于支持Amlroi抓ear的智能穿戴設(shè)備；此智能穿戴設(shè)備實(shí)時(shí)檢 測(cè)人體體位，并在檢測(cè)到人體跌倒時(shí)，將跌倒信息發(fā)送給與它無(wú)線連接的移動(dòng)終端；移動(dòng)終 端在收到跌倒信息時(shí)，將其實(shí)時(shí)定位的GI^S信息W短信的方式發(fā)送給預(yù)存的手機(jī)號(hào)碼，起 到報(bào)警作用。
[0039]An化oi抓ear系統(tǒng)是由谷歌公司于2014年4月在An化oid的基礎(chǔ)上提出的一款新 的應(yīng)用于可穿戴設(shè)備的操作系統(tǒng)，此操作系統(tǒng)功能完善，具有極大的市場(chǎng)潛能。本發(fā)明實(shí)施 例采用的基于An化oi抓ear的智能穿戴設(shè)備是M0T0360,應(yīng)當(dāng)理解，具體實(shí)施時(shí)還可W采用 其他支持An化oi抓ear的智能穿戴設(shè)備。
[0040] 下面先介紹本發(fā)明提供的跌倒檢測(cè)方法，如圖1所示，所述方法包括下述步驟：
[0041] 步驟曰，通過(guò)被檢測(cè)對(duì)象的智能穿戴設(shè)備采集被檢測(cè)對(duì)象的行為數(shù)據(jù)，并對(duì)所采集 的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理。
[0042] 本發(fā)明實(shí)施例是采用M0T0360內(nèi)置的的S軸加速度傳感器和巧螺儀來(lái)提供用于 實(shí)時(shí)測(cè)量人體姿態(tài)變化的數(shù)據(jù)然后利用中值濾波對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行濾波處理；另外，被檢 測(cè)對(duì)象一般指老人。 陽(yáng)043] 步驟b，根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)計(jì)算反應(yīng)人體姿態(tài)變化的特征量，所述特征量包含加速 度幅度區(qū)域SM、加速度強(qiáng)度矢量SMV、加速度在水平方向的夾角0 ; W44] 所述步驟b中加速度幅度區(qū)域SM根據(jù)公式：
計(jì) 算；所述加速度強(qiáng)度矢量SMV根據(jù)公式：
計(jì)算；所述加速度 在水平方向的夾角0根據(jù)公式
計(jì)算；其中，所述x[n]、 y[n]、Z[n]分別代表采集的X軸、y軸、Z軸S個(gè)方向的加速度，N代表采集的數(shù)據(jù)的個(gè)數(shù)。
[0045] 步驟C，若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SMA大于幅度闊值，則表明人體處于運(yùn)動(dòng)狀 態(tài)，進(jìn)一步計(jì)算加速度強(qiáng)度矢量SMV;
[0046] 所述步驟C還包括：若計(jì)算出的加速度幅度區(qū)域SMA不大于幅度闊值，則表明人體 處于靜止?fàn)顟B(tài)；并進(jìn)一步判斷所述加速度在水平方向的夾角0是否大于角度闊值，若大于 角度闊值，則表明人體處于站立狀態(tài)或者坐下?tīng)顟B(tài)；若不大于角度闊值，則表明人體出于平 躺狀態(tài)，本發(fā)明實(shí)施例采用的幅度闊值為2倍重力加速度值。
[0047]步驟d，若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值，則進(jìn)一步判斷加速度在水 平方向的夾角0是否大于角度闊值，若是，則表明人體跌倒。 W48] 所述步驟d還包括：若計(jì)算出的加速度強(qiáng)度矢量SMV不大于強(qiáng)度闊值，則表明人體 處于水平運(yùn)動(dòng)狀態(tài)；若加速度強(qiáng)度矢量SMV大于強(qiáng)度闊值而且進(jìn)一步判斷出加速度在水平 方向的夾角0不大于角度闊值