一種跌倒檢測(cè)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及傳感技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種跌倒檢測(cè)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]摔倒作為人體活動(dòng)的一部分，是影響人體健康的一大因素，尤其對(duì)病人和老年人而言，摔倒檢測(cè)至關(guān)重要。研究表明，在我國(guó)65歲以上的老年人中，有相當(dāng)一部分人曾經(jīng)摔倒過(guò)，且摔倒的發(fā)生率隨著年齡的增長(zhǎng)而升高，因而及時(shí)地救助摔倒的老年人將大大降低傷殘率和死亡率；目前還無(wú)法可以實(shí)現(xiàn)人體的摔倒檢測(cè)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種活動(dòng)人員安全異常的跌倒檢測(cè)方法。
[0004]為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0005]—種跌倒檢測(cè)方法，包括如下步驟:
[0006]步驟S1、通過(guò)三軸加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體活動(dòng)狀態(tài)信息，獲取三軸加速度數(shù)據(jù)；
[0007]步驟S2、基于三軸加速度傳感器得到加速度數(shù)據(jù)計(jì)算幅度向量值SVM;
[0008]步驟S3、根據(jù)所述SVM值與預(yù)先設(shè)置的閥值比較，判斷出當(dāng)前活動(dòng)在上述某一個(gè)狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的變化從而檢測(cè)是否有跌倒的現(xiàn)象。
[0009]作為優(yōu)選，根據(jù)每次從三軸加速度傳感器獲取X、Y、Z三個(gè)方向的分量值;然后根據(jù)前后兩次的采用取值計(jì)算差值;再次計(jì)算每次三個(gè)分量差值的平方值，即SVM值，計(jì)算公式模型為:
[0010]SVM= (Xn-Xn-1 )2+( Yn-Yn-1) 2+ (Zn'Zn-l )2
[0011]其中4?表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的X分量值，Xh表示上一次獲取的三軸加速度的X分量值;Yn表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次獲取的三軸加速度的Y分量值;Zn表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Z分量值，Zh表示上一次獲取的三軸加速度的Z分量值。
[0012]作為優(yōu)選，步驟S3中判斷過(guò)程如下:
[0013]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第一閾值，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加;如果SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)次數(shù)，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒下落狀態(tài)；
[0014]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)所述第一閾值，如果是，則判斷SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第一閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒下落狀態(tài)閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒撞擊狀態(tài)；
[0015]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第二閾值，如果是，則判斷S VM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第二閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒撞擊閾值次數(shù)，如果是，判斷當(dāng)前最大采樣SVM值是否超過(guò)當(dāng)前SVM值，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒靜止?fàn)顟B(tài)；
[0016]判斷當(dāng)前SVM值是否低于第二閾值，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)倒地靜止閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為準(zhǔn)備報(bào)警狀態(tài)。
[0017]其中，所述第一閾值為跌倒下落狀態(tài)SVM閥值，第二閾值為跌倒撞擊狀態(tài)SVM閾值。
[0018]基于三軸加速度傳感器采集的人體活動(dòng)加速度信號(hào)，提出了一種基于固定閾值的信號(hào)幅度向量滑動(dòng)平均法。該方法根據(jù)人體活動(dòng)時(shí)的加速度信號(hào)特征，利用預(yù)先設(shè)定的閾值對(duì)加速度信號(hào)幅度向量SVM值進(jìn)行判決，同時(shí)使用多次抽樣及狀態(tài)變化趨勢(shì)來(lái)區(qū)分快速跑步等劇烈運(yùn)動(dòng)，準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了人體的摔倒檢測(cè)。
【附圖說(shuō)明】
[0019]圖1為本發(fā)明跌倒檢測(cè)方法的流程圖；
[0020]圖2為采用本發(fā)明檢測(cè)方法的測(cè)試結(jié)果。
【具體實(shí)施方式】
[0021]下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步闡述。
[0022]如圖1所示，本發(fā)明實(shí)施例提供一種跌倒檢測(cè)方法，包括以下步驟:
[0023]步驟S1、通過(guò)三軸加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體活動(dòng)狀態(tài)信息，獲取三軸加速度數(shù)據(jù)。
[0024]步驟S2、基于三軸加速度傳感器得到加速度數(shù)據(jù)計(jì)算幅度向量值SVM。
[0025]根據(jù)每次從三軸加速度傳感器獲取X、Y、Z三個(gè)方向的分量值，然后根據(jù)前后兩次的采用取值計(jì)算差值;再次計(jì)算每次三個(gè)分量差值的平方值，即SVM值，計(jì)算公式模型為:
[0026]SVM = (Xn-Xn-1 )2+( Yn-Yn-1) 2+ (Zn'Zn-l )2
[0027]其中4?表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的X分量值，Xw表示上一次獲取的三軸加速度的X分量值;Yn表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次獲取的三軸加速度的Y分量值;Zn表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Z分量值，Zh表示上一次獲取的三軸加速度的Z分量值。
[0028]步驟S3、根據(jù)所述SVM值與預(yù)先設(shè)置的閥值比較，判斷出當(dāng)前活動(dòng)在上述某一個(gè)狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的變化從而檢測(cè)是否有跌倒的現(xiàn)象。
[0029]判斷過(guò)程如下:
[0030 ]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第一閾值，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加;如果SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)次數(shù)，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒下落狀態(tài)，其中，預(yù)設(shè)次數(shù)為三次；
[0031]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)所述第一閾值，如果是，則判斷SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第一閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒下落狀態(tài)閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒撞擊狀態(tài)；
[0032]判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第二閾值，如果是，則判斷S VM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第二閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒撞擊閾值次數(shù)，如果是，判斷當(dāng)前最大采樣SVM值是否超過(guò)當(dāng)前SVM值，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒靜止?fàn)顟B(tài);其中，當(dāng)前最大采樣SVM值即每次采樣值計(jì)算出的SVM值中最大值。
[0033]判斷當(dāng)前SVM值是否低于第二閾值，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)倒地靜止閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為準(zhǔn)備報(bào)警狀態(tài)。
[0034]其中，所述第一閾值為跌倒下落狀態(tài)SVM閥值，第二閾值為跌倒撞擊狀態(tài)SVM閾值。
[0035]綜上所述，本發(fā)明的方法基于三軸加速度傳感器采集的三軸加速度數(shù)據(jù)，通過(guò)數(shù)學(xué)分析計(jì)算得出數(shù)據(jù)的變化特征，從而判斷老年人的跌倒或其他運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。
[0036]采用本發(fā)明的檢測(cè)方法，可基于三軸加速度傳感器做成一個(gè)緊急按鈕穿戴設(shè)備佩戴在老人的腰間，測(cè)試結(jié)果如圖2所示，可以看出，所有的跑步活動(dòng)都未被劃分為摔倒，即在區(qū)分跑步尤其是快速跑步和摔倒的情況下，實(shí)現(xiàn)了 100%準(zhǔn)確性。在摔倒檢測(cè)中，實(shí)現(xiàn)了94.4%的準(zhǔn)確度。
[0037]本發(fā)明基于三軸加速度傳感器所編寫(xiě)和優(yōu)化，主要采用CC2541單片機(jī)和ADXL362三軸加速度傳感器模塊及相關(guān)的按鈕和開(kāi)關(guān)，做成一個(gè)微型緊急按鈕的穿戴設(shè)備佩戴在老人的腰間進(jìn)行實(shí)時(shí)檢測(cè)和報(bào)警。
[0038]最后應(yīng)說(shuō)明的是:以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案，而非對(duì)其限制;盡管參照前述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解:其依然可以對(duì)前述各實(shí)施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對(duì)其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本發(fā)明各實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，包括如下步驟: 步驟S1、通過(guò)三軸加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體活動(dòng)狀態(tài)信息，獲取三軸加速度數(shù)據(jù)； 步驟S2、基于三軸加速度傳感器得到加速度數(shù)據(jù)計(jì)算幅度向量值SVM; 步驟S3、根據(jù)所述SVM值與預(yù)先設(shè)置的閥值比較，判斷出當(dāng)前活動(dòng)在上述某一個(gè)狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的變化判斷當(dāng)前人體是否跌倒。2.如權(quán)利要求1所述的跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，根據(jù)每次從三軸加速度傳感器獲取X、Y、Z三個(gè)方向的分量值，然后根據(jù)前后兩次的采用取值計(jì)算差值;再次計(jì)算每次三個(gè)分量差值的平方值，即SVM值，計(jì)算公式模型為: SVM = (Xn-Xn-1) 2+ ( Yn-Yn-1 )2+(Zn'Zn-l) 2 其中411表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的X分量值，Xrrf表示上一次獲取的三軸加速度的X分量值;Yn表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次獲取的三軸加速度的Y分量值;2?表示當(dāng)前獲取的三軸加速度的Z分量值，Zh表示上一次獲取的三軸加速度的Z分量值。3.如權(quán)利要求1所述的跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，步驟S3中判斷過(guò)程如下: 判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第一閾值，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加;如果SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)預(yù)設(shè)次數(shù)，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒下落狀態(tài)； 判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)所述第一閾值，如果是，則判斷SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第一閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)所述第一閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第一閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒下落狀態(tài)閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒撞擊狀態(tài)； 判斷當(dāng)前SVM值是否超過(guò)第二閾值，如果是，則判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否小于SVM值超過(guò)所述第二閾值的抽樣點(diǎn)數(shù)量，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)跌倒撞擊閾值次數(shù)，如果是，判斷當(dāng)前最大采樣SVM值是否超過(guò)當(dāng)前SVM值，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為跌倒靜止?fàn)顟B(tài)； 判斷當(dāng)前SVM值是否低于第二閾值，如果是，則SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)增加，判斷SVM值超過(guò)第二閾值的次數(shù)是否超過(guò)倒地靜止閾值次數(shù)，如果是，則將當(dāng)前狀態(tài)更新為準(zhǔn)備報(bào)警狀態(tài)。 其中，所述第一閾值為跌倒下落狀態(tài)SVM閥值，第二閾值為跌倒撞擊狀態(tài)SVM閾值。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種跌倒檢測(cè)方法，包括如下步驟：步驟S1、通過(guò)三軸加速度傳感器實(shí)時(shí)檢測(cè)人體活動(dòng)狀態(tài)信息，獲取三軸加速度數(shù)據(jù)；步驟S2、基于三軸加速度傳感器得到加速度信號(hào)計(jì)算幅度向量值SVM；步驟S3、根據(jù)所述SVM值與預(yù)先設(shè)置的閥值比較，判斷出當(dāng)前活動(dòng)在上述某一個(gè)狀態(tài)，根據(jù)狀態(tài)的變化從而檢測(cè)是否有跌倒的現(xiàn)象。采用本發(fā)明的技術(shù)方案，可以準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)了人體的摔倒檢測(cè)。
【IPC分類(lèi)】G08B21/04
【公開(kāi)號(hào)】CN105551191
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201610058318
【發(fā)明人】邱從波, 趙升, 魏志敏
【申請(qǐng)人】武漢日創(chuàng)科技有限公司
【公開(kāi)日】2016年5月4日
【申請(qǐng)日】2016年1月28日