一種監(jiān)測人體跌倒的方法及裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種監(jiān)測人體跌倒的方法及裝置，所述方法包括：利用布置于人體上的由三軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊和腳底壓力傳感器模塊共同組成的傳感器模塊獲取人體的各種姿態(tài)信息；根據人體的姿態(tài)信息判斷人體是否跌倒；將人體跌倒的信息通過網絡向外部發(fā)送。本發(fā)明能夠精確判斷人體跌倒信息，避免誤判，并且向外界發(fā)送跌倒位置信息，使跌倒者獲得及時救助，能夠克服現有技術中存在的各種缺陷。
【專利說明】-種監(jiān)測人體跌倒的方法及裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及電子監(jiān)測【技術領域】，具體涉及一種監(jiān)測人體跌倒的方法及裝置。

【背景技術】
[0002] 隨著社會的進步和科學技術的發(fā)展，人類平均壽命的延長導致老年人人口日益增 力口，人口老齡化已成為世界性的問題。老年人健康和照護問題受到人們的廣泛關注，特別是 老年人跌倒后的報警和及時救護問題自然就凸現出來。
[0003] 目前在人體跌倒的監(jiān)測和報警技術方面，主要有：
[0004] 1.基于視頻圖像監(jiān)測技術，特點是：對象的實時運動由攝像頭監(jiān)測，運用圖像處 理技術，能夠準確有效地區(qū)分行走、下蹲、跌倒等人體姿態(tài)。缺點是：不能保證用戶的隱私安 全，適用范圍有限，只能在室內，或者是小范圍內使用，受光線影響大，誤判率高。
[0005] 2.基于聲學監(jiān)測技術，特點是；應用檢測人體周圍聲音的大小來判斷是否是人體 跌倒，此方法涉及得到的相關技術比較簡單；可W隨身攜帶，適用范圍沒有太大限制。缺點 是；誤判率的大小受周圍外界聲音的影響很大，干擾很嚴重，導致誤判率升高，而且，相對上 一種技術來說，很難判斷人體相對姿勢。
[0006] 3.基于室內人體紅外監(jiān)測技術，特點是；不需要用戶使用穿戴式設備，相對技術 1，不涉及用戶隱私，而且能在黑暗環(huán)境中工作，靈敏度高。缺點是：用戶必須在紅外傳感器 所能探測到的環(huán)境下活動，系統(tǒng)才能對其進行跌倒檢測，同樣是適用范圍有限，不能隨身攜 帶，只能在安裝了此設備的小范圍內使用或者監(jiān)測；而且，基于紅外線的技術，很難區(qū)分被 監(jiān)測對象的身份，受其他人體或者是動物紅外源的影響，誤判率居高不下。
[0007] 4.基于可穿戴式單一傳感器檢測技術，特點是；受佩戴環(huán)境影響較小。缺點是：單 一傳感器采集的人體數據信息比較單一，不能全面的反應人體的姿態(tài)信息，比較片面，導致 誤判率高。


【發(fā)明內容】

[0008] 基于現有技術的不足，本發(fā)明提供一種監(jiān)測人體跌倒的方法及裝置。所述方法及 裝置能夠精確判斷人體跌倒信息，避免誤判，并且向外界發(fā)送跌倒位置信息，使跌倒者獲得 及時救助，能夠克服現有技術中存在的各種缺陷。
[0009] 下面闡述本發(fā)明的技術方案。
[0010] 一種監(jiān)測人體跌倒的方法，所述方法包括：利用布置于人體上的傳感器模塊獲取 人體的各種姿態(tài)信息；根據人體的姿態(tài)信息判斷人體是否跌倒；將人體跌倒的信息通過網 絡向外部發(fā)送。
[0011] 所述傳感器模塊可W是H軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊或腳底壓力傳感器 模塊。
[0012] 所述傳感器模塊可W由H軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊和腳底壓力傳感器 模塊等H種模塊中的任意兩種組成。
[0013] 所述傳感器模塊也可W由H軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊和腳底壓力傳感 器模塊共同組成。
[0014] 本發(fā)明所述方法還包括；通過藍牙裝置啟動手機的定位功能，通過網絡發(fā)送人體 跌倒的位置信息，W及設置用于自助報警、取消跌倒誤判和校對的按鍵模塊。
[0015] 判斷人體是否跌倒的步驟包括：
[0016] (1)利用H軸加速度傳感器模塊的輸出信息求取姿態(tài)角；
[0017] (2)檢測人體前后的俯仰角是否超過設定值，若超過設定值，則進入下一步驟；
[0018] (3)檢測人體左右側偏角是否超過設定值，若超過設定值，則進入下一步驟；
[0019] (4)利用腳底壓力傳感器模塊的輸出信息，監(jiān)測人體的足底壓力值是否驟然減 少，如果驟然減少，則進入下一步驟；
[0020] (5)檢測超聲測距模塊的輸出信息，如果低于設定值，則判斷人體跌倒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明中判斷人體跌倒的邏輯步驟框圖。

【具體實施方式】
[0022] 為了更好地理解本發(fā)明，下面通過實施例對本發(fā)明作進一步的詳細描述。
[0023] 本發(fā)明主要包括：傳感器采集部分、控制部分、數據傳輸部分和數據中也部分，分 別布置于上身部件和腳底部件中。
[0024] 傳感器采集部分又包括；H軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊、腳底壓力傳感器 模塊、信號放大濾波模塊和模數轉換。H軸加速度傳感器模塊用于采集人體H個軸向加速 度W電壓的形式變化的信息，并且發(fā)送加速度信息給信號處理模塊。超聲測距模塊用于采 集人體設備攜帶部位相對地面的距離來判斷人體姿態(tài)，并且發(fā)送相對距離信息給信號處理 模塊。腳底壓力傳感器模塊用于采集人體腳底壓力的大小W判斷人體的姿態(tài)信息，并且發(fā) 送人體腳底壓力信息給信號處理模塊。多種傳感器模塊實時采集數據，并且對信號經過放 大濾波處理之后，進行模數轉化，最后把信號送入控制部分。
[0025] H軸加速度傳感器模塊和超聲測距模塊布置于上身部件中，腳底壓力傳感器模塊 布置于腳底部件中，上身部件和腳底部件采用無線通訊。
[0026] 為了降低誤判率，本發(fā)明應用多傳感器融合技術，由H軸加速度傳感器、腳底壓力 傳感器和超聲測距傳感器融合監(jiān)測人體姿態(tài)信息，進行綜合分析，W反應人體的實時姿態(tài) 信息。同時，當監(jiān)測到跌倒時，會重復再采集H次(或更多次）數據進行多次重復判斷，W提 高判斷的正確率，判斷步驟如附圖1所示。
[0027] 控制部分包括；微處理器模塊、按鍵模塊、報警模塊和顯示模塊組成，微處理器對 傳感器采集得到的數據進行處理分析，判斷人體是否跌倒，從而來控制報警電路的工作與 否，而且讓顯示模塊實時顯示相關參數。按鍵模塊，主要是人機交互的輸入端，用來自助報 警和取消誤判。最后，控制部分傳送數據到無線模塊。
[0028] 數據傳輸部分包括；Zigbee無線收發(fā)模塊、協(xié)調器節(jié)點到數據中也部分和遠程數 據傳輸部分，Zigbee發(fā)送模塊把控制部分傳送的數據通過無線的形式，傳送給Zigbee無線 接收模塊，也就是協(xié)調器節(jié)點。協(xié)調器節(jié)點接收到數據之后，根據工作模式的不同，會把數 據用UART轉USB的形式發(fā)送給電腦數據中也，或者用藍牙的形式發(fā)送給手機數據中也。遠 程傳輸部分主要就是完成在遠程訪問數據中也時，提供實時監(jiān)測和查詢的數據傳輸。
[0029] 數據中也部分，包括PC機數據中也和手機數據中也，PC機數據中也接收到客戶終 端傳輸來的數據，主要是對數據進行處理、分析、顯示和存儲，W方便遠程實時監(jiān)測、查詢， 手機數據中也接收到客戶端傳輸來的數據，同樣是對數據進行處理、分析、顯示和存儲，當 監(jiān)測到人體有意外情況發(fā)生跌倒，手機通過藍牙自動啟動手機內部的GI^功能，獲取裝置 佩戴者的具體位置信息，并且把位置信息通過消息推送的形式或者是短信的形式發(fā)送給監(jiān) 護人。
[0030] 本系統(tǒng)開始運行，H軸加速度傳感器開始采集人體的H個軸向上的數據信息，計 算出X、Y、Z軸的軸向加速度，再通過計算人體加速度向量幅值SVM (SVM=^a/+〇/+〇_-表征人體運動的劇烈程度）和微分加速度向量幅值的絕對平均值MADS (表征人體運動狀態(tài) 變化的劇烈程度MADS= I SKM ||波），判斷是否超出設定值，如果超出設定值，則進 i OJ 入腳底壓力傳感器采集。人體的體重是一定的，自然給予較低的壓力也是一定的，在一定的 時間范圍內，腳底的壓力驟然減少，則進入下一步驟，也就是超聲測距。如果本系統(tǒng)在人體 腰間佩戴，那正常情況相對地面的距離是被測者身高的1/2(也可W根據實際情況設定一個 值)，如果超聲測距的結果低于設定值，則判斷人體跌倒，并且啟動報警和數據上傳等功能。
【權利要求】
1. 一種監(jiān)測人體跌倒的方法，所述方法包括： 利用布置于人體上的傳感器模塊獲取人體的各種姿態(tài)信息； 根據人體的姿態(tài)信息判斷人體是否跌倒； 將人體跌倒的信息通過網絡向外部發(fā)送。
2. 根據權利要求1所述的方法，其中所述傳感器模塊是三軸加速度傳感器模塊、超聲 測距模塊或腳底壓力傳感器模塊，或者由三軸加速度傳感器模塊、超聲測距模塊和腳底壓 力傳感器模塊等三種模塊中的任意兩種組成。
3. 根據權利要求1所述的方法，其中所述傳感器模塊由三軸加速度傳感器模塊、超聲 測距模塊和腳底壓力傳感器模塊共同組成。
4. 根據權利要求3所述的方法，其中所述判斷人體是否跌倒的步驟包括： (1) 利用三軸加速度傳感器模塊的輸出信息求取姿態(tài)角； (2) 檢測人體前后的俯仰角是否超過設定值，若超過設定值，則進入下一步驟； (3) 檢測人體左右側偏角是否超過設定值，若超過設定值，則進入下一步驟； (4) 利用腳底壓力傳感器模塊的輸出信息，監(jiān)測人體的足底壓力值是否驟然減少，如 果驟然減少，則進入下一步驟； (5) 檢測超聲測距模塊的輸出信息，如果低于設定值，則判斷人體跌倒。
5. 根據權利要求1、2、3或4所述的方法，所述方法還包括：設置用于自助報警、取消跌 倒誤判和校對的按鍵模塊。
6. 根據權利要求5所述的方法，所述方法還包括：通過藍牙裝置啟動手機的定位功能， 通過網絡發(fā)送人體跌倒的位置信息。
7. 根據權利要求6所述的方法，其中所述的網絡是物聯網或移動通信網。
8. -種監(jiān)測人體跌倒的裝置，包括： 利用布置于人體上的傳感器模塊獲取人體各種姿態(tài)信息的裝置； 根據人體的姿態(tài)信息判斷人體是否跌倒的裝置； 將人體跌倒的信息通過網絡向外部發(fā)送的裝置。
9. 根據權利要求8所述的裝置，其中所述的傳感器模塊是由三軸加速度傳感器模塊、 超聲測距模塊和腳底壓力傳感器模塊等三種模塊中的任意一種、任意兩種或全部三種構 成。
10. 根據權利要求9所述的裝置，還包括：用于自助報警、取消跌倒誤判和校對的按鍵 模塊，以及通過藍牙裝置啟動手機的定位功能并通過網絡發(fā)送人體跌倒位置信息的裝置。
【文檔編號】A61B5/11GK104224182SQ201410125448
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2014年3月31日 優(yōu)先權日:2014年3月31日
【發(fā)明者】陳洪波, 馮濤, 高青, 朱振朋 申請人:桂林電子科技大學