CN104504854A - 用于检测人体摔倒的报警方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于检测人体摔倒的报警方法，利用智能手机和穿戴式手表来实现，当智能手机中的加速度传感器检测到符合摔倒特征的加速度时，与穿戴式手表检测到的加速度数值比较，当误差不超过10％时，认为可能发生摔倒事故；当高度传感器检测到的高度变化数值大于设定的阈值时，认为人体已经处于摔倒状态；当穿戴式手表检测到人体摔倒以后的加速度数值低于设定的加速度阈值时，认为人体处于昏迷状态或者手臂失去了活动能力；当高度传感器检测的高度变化数值大于高度变化阈值时，等待一段时间以后，如果高度还没有恢复正常值，同时检测的加速度数值低于加速度阈值时，发出摔倒警报。本发明的报警方法操作方便、误报率低，适用于危险报警的技术领域。

Description

用于检测人体摔倒的报警方法
技术领域
本发明涉及一种用于检测人体摔倒的报警方法，适用于危险报警的技术领域。
背景技术
随着社会老龄化的到来，我国老年人口的数量在持续增加。老年人因为活动不便、身体脆弱，很容易因为摔倒而导致受伤甚至死亡。然而，在老人摔倒时，很多情况下都是没有家庭成员在身边，因此不能得到及时的报警和救助。如何能够实时检测老人的健康状态则成为年轻一代尤其是独生子女一代最为关心的问题。
现有技术中对人体摔倒的检测主要是通过佩戴于人体的加速度传感器和角速度传感器来进行，例如中国专利CN101702258A中公开的报警***是通过检测人体上躯干部位的加速度信息及位姿信息，综合人体加速度、位姿、运动时间三者之间的关系来综合判断人体是否摔倒。但是，该专利申请中的检测装置是佩戴于躯干部位(颈部以下、腰部以上)，其穿戴不方便。尤其是在老人睡觉时，如果不将检测装置取下，则会发出摔倒的误报；如果取下，则老人睡醒以后需要重新带上，因此使用很不方便。
另外，该专利申请中使用了角速度传感器并进行积分运算来计算人体的俯仰角和侧倾角。这种计算方法非常复杂，而且，实际上不可能通过简单的积分运算就能准确地确定人体的俯仰角和侧倾角。这是因为，在进行积分运算时需要确定积分路径，而积分路径一般与摔倒时人员的体型相对应。而摔倒时人员的体型一般是各式各样、千姿百态的，因此不可能准确地确定积分路径，从而也就不可能求得精确的俯仰角和侧倾角。
再者，在该专利申请中，当人体摔倒后对是否自动报警进行判断时，仅判断一段时间内人体各方向的加速度均不超过一个小范围标准，就证明人体已经失去求救的行动能力或者失去了意识。由于这种判断方法仅选择加速度一个指标进行判断，因此比较容易造成误判，从而导致误报。由此可见，利用该专利申请中公开的报警***进行摔倒报警不仅操作不便，而且还会造成很大的误报率。
因此，现有技术中需要一种操作简便、能够尽可能减小误报率的用于检测人体摔倒的报警方法。
发明内容
根据本发明的用于检测人体摔倒的报警方法，其操作简便，而且测量结果准确可靠，能够尽可能地减小误报率。
根据本发明的用于检测人体摔倒的报警方法，其利用智能手机和穿戴式手表来实现，智能手机和穿戴式手表中设有能够相互通讯的通信装置，智能手机中设有加速度传感器，穿戴式手表设有高度传感器和加速度传感器，所述方法包括以下步骤：
(1)当智能手机中的加速度传感器检测到符合摔倒特征的加速度时，通过通信装置将结果推送到穿戴式手表，并与穿戴式手表检测到的加速度数值相比较，反之亦然；
(2)当智能手机中的加速度传感器和穿戴式手表中的加速度传感器检测到的符合摔倒特征的加速度数值的误差不超过10％时，认为可能发生摔倒事故；
(3)当高度传感器检测到的高度变化数值大于设定的高度变化阈值时，认为人体已经处于摔倒状态；
(4)当穿戴式手表检测到人体摔倒以后的加速度数值低于设定的加速度阈值时，认为人体处于昏迷状态或者手臂失去了活动能力；
(5)设置于穿戴式手表中的信息处理装置对穿戴式手表中的高度传感器和加速度传感器检测的信息进行处理；
(6)当高度传感器检测的高度变化数值大于高度变化阈值时，等待超过20s或30s或60s以后，如果检测到的高度变化数值还没有恢复正常数值，同时穿戴式手表中的加速度传感器检测的加速度数值低于加速度阈值时，发出摔倒警报；
(7)利用穿戴式手表中的通信装置将摔倒警报信息和位置信息发送至远程接收装置中。
优选地，通信装置可以是蓝牙设备。
优选地，高度变化阈值是30cm，加速度阈值是0.1g。符合摔倒特征的加速度为0.6-1.1g，更优地为0.8-1.0g。
根据本发明的报警方法，因为同时检测手机的状态和手表的状态，并且判断方法简便且全面，因此能显著降低误报率。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下文中将对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。
根据本发明的用于检测人体摔倒的报警方法，其利用智能手机和穿戴式手表来实现。其中，智能手机和穿戴式手表中设有能够相互通讯的通信装置，例如蓝牙设备。另外，智能手机中还设有加速度传感器。当携带这种智能手机时，可以利用其中的加速度传感器检测人体的运动加速度。本发明中的穿戴式手表设有高度传感器和加速度传感器。
穿戴式手表中的加速度传感器用于检测佩戴部位的加速度。当穿戴式手表佩戴于手腕时，其测量的实际上就是人体手腕的运动加速度。正常行走时，人体的手腕是前后摆动的，此时的加速度传感器检测的数值处于行走状态的加速度范围内。
摔倒时，由于身体失去地面支撑，人体几乎处于失重状态，此时加速度传感器感测到的加速度大约为重力加速度g。在本发明的报警方法中，智能手机中的加速度传感器和穿戴式手表中的加速度传感器可以互相校验检测到的加速度数值。具体地说，当智能手机中的加速度传感器检测到符合摔倒特征的加速度时，通过通信装置将结果推送到穿戴式手表，并与穿戴式手表检测到的加速度数值相比较，反之亦然。当智能手机中的加速度传感器和穿戴式手表中的加速度传感器检测到的加速度数值相匹配时，例如误差不超过10％，才进行下一步处理。考虑到可能存在的误差，经过本发明的穿戴式手表中的加速度传感器和智能手机中的加速度传感器相互校验后，检测到人体的加速度数值为0.6-1.1g，优选地为0.8g-1.0g时(即，上文中的符合摔倒特征的加速度)，认为可能发生摔倒事故，从而触发高度传感器工作。
高度传感器用于检测穿戴式手表的高度变化信息。正常佩戴时，穿戴式手表位于人体的手腕部。当人体处于摔倒状态时，其离开地面的距离变小，即高度变小。本发明中，对高度传感器设置一个高度变化阈值，例如30cm。当检测到的高度变化数值大于高度变化阈值时，认为人体已经处于摔倒状态。
当人体摔倒以后，如果其手臂还有活动能力，则穿戴式手表中的加速度传感器也能检测到加速度的数值。此时，由于人体的手臂还有活动能力，因此摔倒人员能够自己重新站起，而无需别人的帮助。但是，如果摔倒以后，人体处于昏迷状态或者手臂失去了活动能力，则穿戴式手表中的加速度传感器就检测不到加速度数值或者检测到的加速度数值很小，此时摔倒人员就需要依靠别人的帮助才能重新站起。因此，本发明中对穿戴式手表中的加速度传感器设置一个加速度阈值，例如0.1g，当检测到人体摔倒以后的加速度数值低于加速度阈值时，认为人体处于昏迷状态或者手臂失去了活动能力。
设置于穿戴式手表中的信息处理装置对高度传感器和加速度传感器检测的信息进行处理。当高度传感器检测的高度变化数值大于高度变化阈值时，本发明的报警***并不是立刻发出摔倒警报，而是继续等待一段时间。例如，等待超过30s以后，如果检测到的高度变化数值还没有恢复正常数值，同时穿戴式手表中的加速度传感器检测的加速度数值低于加速度阈值时，则发出摔倒警报。当然，等待的时间也可以设置在其他合理的时间，例如20s、40s或60s等。
发出摔倒警报后，利用穿戴式手表中的通信装置将摔倒警报信息和位置信息发送至远程接收装置中。这样，远程人员就可以快捷地知晓摔倒人员的位置信息并及时采取相应措施施救。
根据本发明的报警方法，前期在判断是否摔倒时，通过穿戴式手表中的加速度传感器和智能手机中的加速度传感器相互校验检测的加速度数值，使误报率降到最低。其次，本发明的报警方法通过测量摔倒后的高度和加速度变化判断摔倒后的人体是否需要帮助，其不需要进行复杂的积分运算，只通过简单的数值比较就能够进行判断。再次，本发明的报警方法在判断人体摔倒后经过一定的延迟时间，将加速度数值和高度变化数值同时作为是否发出警报的判断指标，而不是仅通过加速度数值就进行判断。这样就避免了仅以加速度数值作为指标进行判断所带来的误报可能。
综上所述，采用本发明的报警方法，不仅操作方便快捷，而且能够最大程度地减小误报率。
虽然本发明所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (5)

1.一种用于检测人体摔倒的报警方法，其特征在于，利用智能手机和穿戴式手表来实现，智能手机和穿戴式手表中设有能够相互通讯的通信装置，智能手机中设有加速度传感器，穿戴式手表设有高度传感器和加速度传感器，所述方法包括以下步骤：
(1)当智能手机中的加速度传感器检测到符合摔倒特征的加速度时，通过通信装置将结果推送到穿戴式手表，并与穿戴式手表检测到的加速度数值相比较，反之亦然；
(2)当智能手机中的加速度传感器和穿戴式手表中的加速度传感器检测到的符合摔倒特征的加速度数值的误差不超过10％时，认为可能发生摔倒事故；
(3)当高度传感器检测到的高度变化数值大于设定的高度变化阈值时，认为人体已经处于摔倒状态；
(4)当穿戴式手表检测到人体摔倒以后的加速度数值低于设定的加速度阈值时，认为人体处于昏迷状态或者手臂失去了活动能力；
(5)设置于穿戴式手表中的信息处理装置对穿戴式手表中的高度传感器和加速度传感器检测的信息进行处理；
(6)当高度传感器检测的高度变化数值大于高度变化阈值时，等待超过20s或30s或60s以后，如果检测到的高度变化数值还没有恢复正常数值，同时穿戴式手表中的加速度传感器检测的加速度数值低于加速度阈值时，发出摔倒警报；
(7)利用穿戴式手表中的通信装置将摔倒警报信息和位置信息发送至远程接收装置中。
2.根据权利要求1所述的报警方法，其特征在于，所述通信装置是蓝牙设备或其他通信设备。
3.根据权利要求1所述的报警方法，其特征在于，所述高度变化阈值是30cm，所述加速度阈值是0.1g。
4.根据权利要求1所述的报警方法，其特征在于，所述符合摔倒特征的加速度为0.6-1.1g。
5.根据权利要求4所述的报警方法，其特征在于，所述符合摔倒特征的加速度为0.8-1.0g。
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