CN111383420A - 一种跌倒检测方法及设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例属于跌倒检测技术领域，涉及一种跌倒检测方法及设备。本申请提供的技术方案包括如下步骤：根据使用者穿戴的检测设备所检测的测量数据，确定判断使用者跌倒时测量数据的预设阀值；利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较；当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，然后将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
Description
技术领域
本申请涉及跌倒检测技术，更具体的说，特别涉及一种跌倒检测方法及设备。
背景技术
随着社会老年化的加重，老人独居现象越来越普遍。不论对于家人，还是对于社会来说，老人健康都是一个急需解决的问题。老人由于身体各个部分的功能都在退化，因而很容易发生跌倒，而跌倒的发生将会对老人的身心造成无法估量的伤害。所以对老人的跌倒进行检测，具有重要的现实意义。
现有的跌倒检测基于视频影像的跌倒检测方法，通过视频监控***智能化判断被监控对象是否发生跌倒,可及时向相关人员报警,及时采取补救措施,减少不必要的生命和财产损失。国内对于智能化视频监控的研究目前尚处于初步阶段，监控***长期需要专人值守,耗费宝贵的人力资源，长时间的监控会引起监控者的视觉疲劳和注意力下降,容易出现漏检测的现象。
发明内容
本发明的目的在于提供一种跌倒检测方法，可以对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
为了解决以上提出的问题，本发明实施例提供了如下所述的技术方案：
一种跌倒检测方法，包括如下步骤：
根据使用者穿戴的检测设备所检测的测量数据，确定判断使用者跌倒时测量数据的预设阀值；
利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较；
当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定。
进一步地，所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，具体包括：
利用三轴加速度传感器检测使用者的加速度；
利用碰撞传感器检测使用者所受冲击能量；
将实时测量的加速度数据与加速度预设阀值、实时测量的冲击能量数据与冲击能量预设阀值做持续的比较。
进一步地，所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，具体包括：
当使用者的加速度及使用者所受冲击能量均超出预设阀值时，触发跌倒判定。
进一步地，所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤中，还包括：
利用气压传感器检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化。
进一步地，所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，还包括：
当使用者的加速度及使用者所受冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化做跌倒判断；
当使用者在高度上的变化超出设定范围时，判定使用者跌倒；
当使用者在高度上的变化在设定范围内时，判定使用者未跌倒。
进一步地，所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤后，还包括：
利用位移传感器检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
根据静止时间，判定跌倒严重级别。
进一步地，所述根据静止时间，判定跌倒严重级别步骤后，还包括：
在判定跌倒为严重时触发警报和/或为使用者请求帮助。
进一步地，所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，还包括：
利用三轴加速度检测设备自身自由落体现象。
为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种跌倒检测设备，采用了如下所述的技术方案：
一种跌倒检测设备，包括：
设备本体，用于穿戴于使用者手腕处；
三轴加速度传感器，用于检测使用者发生跌落时到地面的加速度；
碰撞传感器，用于检测使用者跌落至地面时所受的冲击能量；
处理器，用于将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，并做跌倒判断。通过采用上述技术方案，。
进一步地，所述跌倒检测设备还包括气压传感器及位移传感器，
所述气压传感器用于检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化；
所述位移传感器用于检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
所述处理器在使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化，判断使用者是否跌倒；
所述处理器根据静止时间，判定跌倒严重级别。
与现有技术相比，本发明实施例主要有以有益下效果：
一种跌倒检测方法及设备,使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，然后将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测；当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值，触发跌倒判定时，将参考大气压力信息进行判断，如果跌落事件在高度上没有明显变化，将认为误判，从而可以排除一些误判的情况，提高了跌倒检测的准确性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中跌倒检测方法的流程图。
具体实施方式
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排它的包含。本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本申请实施例提供一种跌倒检测方法，包括如下步骤：
根据使用者穿戴的跌倒检测设备所检测的测量数据，确定判断使用者跌倒时测量数据的预设阀值；
利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较；
当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定。
通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，即临界值，超过临界值时，判定使用者跌倒，使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，然后将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
基于上述的跌倒检测方法，本申请实施例还提供一种跌倒检测设备，包括：
设备本体，用于穿戴于使用者手腕处；
三轴加速度传感器，用于检测使用者发生跌落时到地面的加速度；
碰撞传感器，用于检测使用者跌落至地面时所受的冲击能量；
处理器，用于将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，并做跌倒判断。
通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，即临界值，超过临界值时，判定使用者跌倒，使用者在穿戴跌倒检测设备时，三轴加速度传感器及碰撞传感器不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，处理器将实时测量的加速度和冲击能量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
为了使本领域技术人员更好地理解本发明方案，下面将参照相关附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
实施例
一种跌倒检测方法，如图1所示，包括如下步骤：
S1:根据使用者穿戴的跌倒检测设备所检测的测量数据，确定判断使用者跌倒时测量数据的预设阀值；
S2:利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较；
S3:当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定。
通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，即临界值，超过临界值时，判定使用者跌倒，使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，然后将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
所述S2：利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，具体包括：
S21:利用三轴加速度传感器检测使用者的加速度；
S22:利用碰撞传感器检测使用者所受冲击能量；
S23:将实时测量的加速度数据与加速度预设阀值、实时测量的冲击能量数据与冲击能量预设阀值做持续的比较。
设定使用者发生跌落时到地面的加速度和使用者跌落至地面时所受的冲击能量的预设阀值，使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用者的加速度和所受的冲击能量进行检测，得到实时测量数据。
所述S3:当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，具体包括：
S31:当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值时，触发跌倒判定。
使用者发生跌倒时，三轴加速度传感器能够检测到超过预设阀值的加速度数据，在着地时，又会检测到剧烈的碰撞冲击信号，当检测的使用者的加速度和使用者所受冲击能量均超过预设阀值时，才会判定使用者已经发生跌倒，可以排除一些误判的情况，提高了跌倒检测的准确性。
所述S2:利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤中，还包括：
S24:利用气压传感器检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化。
使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用者的加速度和所受的冲击能量进行检测，得到实时测量数据，结合大气压力变化数据，可以计算出使用者在跌倒过程中从开始到着地的时间和高度，气压传感器在第一次启动或重新启动时，需要等待5秒钟的滤波器收敛。
本发明实施例中，每秒钟检测一次气压数据。
所述S3:当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，还包括：
S31:当使用者的加速度及使用者所受冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化做跌倒判断；
S32:当使用者在高度上的变化超出设定范围时，判定使用者跌倒；
S33:当使用者在高度上的变化在设定范围内时，判定使用者未跌倒。
当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值，触发跌倒判定时，将参考大气压力信息进行判断，如果跌落事件在高度上没有明显变化，将认为误判。从而可以排除一些误判的情况，提高了跌倒检测的准确性。
所述S3:当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤后，还包括：
S4:利用位移传感器检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
S5:根据静止时间，判定跌倒严重级别。
当跌落事件发生后，能进行对使用者的位移检查，用于检测跌落发生后使用者是否移动，用以判断是否跌落晕倒、跌伤等情况。该方法将排除冲击阻力，从使用者跌倒后稳定时开始计算静止(未移动)时间，以判断使用者跌倒的跌倒严重级别。
所述S5:根据静止时间，判定跌倒严重级别步骤后，还包括：
S6:在判定跌倒为严重时触发警报和/或为使用者请求帮助。
通过移动检测可以判断用户跌倒后是否有移动、重新爬起(包括扶起、坐起)及是否跌晕。利用科学手段，多种传感器、复杂严谨的算法，可以有效地判定用户是否真正跌倒、以及跌倒损伤的程度，并排除误判，同时传递给终端报警和后台实施救援。
所述S2:利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，还包括：
S25:利用三轴加速度检测设备自身自由落体现象。
本发明实施例中，还包括对检测设备自由落体现象的检测，当检测设备处于自由落体状态时，加速度接近于零，当检测设备接触地面时，加速度急剧变化。该方法排除了检测设备在日常生活中抛落或掉落的情况，这两种情况可能导致跌倒误判断，有效防止了检测设备自由落体导致跌倒误判断的情况发生。
本申请提供的跌倒检测方法中，对于各类跌倒状态及手臂动作下，均能较为准确地检测，经试验，在侧倒(分别为往左边跌倒、往右边跌倒)、往后跌倒、往前跌倒时；能够准确地检测到跌倒；在躺下、放下一只胳膊、握手、检测设备自身掉落时，能够准确地检测到未跌倒。
工作过程：通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，即临界值，超过临界值时，判定使用者跌倒；使用者在穿戴跌倒检测设备时，不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，然后将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒；使用者发生跌倒时，三轴加速度传感器能够检测到超过预设阀值的加速度数据，在着地时，又会检测到剧烈的碰撞冲击信号，当检测的使用者的加速度和使用者所受冲击能量均超过预设阀值时，才会判定使用者已经发生跌倒；当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值，触发跌倒判定时，将参考大气压力信息进行判断，如果跌落事件在高度上没有明显变化，将认为误判；当跌落事件发生后，能进行对使用者的位移检查，用于检测跌落发生后使用者是否移动，用以判断是否跌落晕倒、跌伤等情况。该方法将排除冲击阻力，从使用者跌倒后稳定时开始计算静止(未移动)时间，以判断使用者跌倒的跌倒严重级别，同时传递给终端报警和后台实施救援。
为了解决以上提出的技术问题，本发明实施例还提供了一种跌倒检测设备，采用了如下所述的技术方案：
一种跌倒检测设备，包括：
设备本体，用于穿戴于使用者手腕处；
三轴加速度传感器，用于检测使用者发生跌落时到地面的加速度；
碰撞传感器，用于检测使用者跌落至地面时所受的冲击能量；
处理器，用于将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，并做跌倒判断。
通过穿戴于使用者身上的跌倒检测设备，根据使用者跌倒时检测的测量数据，设定使用者跌倒时测量数据的预设阀值，即临界值，超过临界值时，判定使用者跌倒，使用者在穿戴跌倒检测设备时，三轴加速度传感器及碰撞传感器不断对使用状态进行检测，得到实时测量数据，处理器将实时测量的加速度和冲击能量数据与预设阀值做持续的比较，当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定，即判定使用者跌倒，从而能够对使用者进行准确地、及时地跌倒检测。
所述处理器在当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值时，触发跌倒判定。
使用者发生跌倒时，三轴加速度传感器能够检测到超过预设阀值的加速度数据，在着地时，又会检测到剧烈的碰撞冲击信号，当检测的使用者的加速度和使用者所受冲击能量均超过预设阀值时，才会判定使用者已经发生跌倒，可以排除一些误判的情况，提高了跌倒检测的准确性。
所述跌倒检测设备还包括气压传感器及位移传感器，
所述气压传感器用于检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化；
所述位移传感器用于检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
所述处理器在使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化，判断使用者是否跌倒；
所述处理器根据静止时间，判定跌倒严重级别。
当使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值，触发跌倒判定时，将参考大气压力信息进行判断，如果跌落事件在高度上没有明显变化，将认为误判。从而可以排除一些误判的情况，提高了跌倒检测的准确性。
在本发明实施例中，跌倒检测设备被设计为穿戴于使用者的腕部上，本发明中的跌倒检测设备不限于穿戴于使用者的腕部，并且跌倒检测设备能够被代替地设计为被穿戴在用户的腰部、胸部或背部上，或者作为坠饰穿戴于颈部周围，在穿戴于使用者的腕部上的实施例中，跌倒检测设备可以为腕带、手环或手表的形式。
在其他的实施例中，跌倒检测设备也可以包括用于测量生理方面的传感器，例如，皮肤导电传感器和/或光体积描记传感器。
跌倒检测设备包括发射器，所述发射器在检测到跌倒时，或使用者以其他方式(例如通过设置在跌倒检测设备上的帮助按钮)请求帮助时，发射警报信号。发射器能够被配置为与和跌倒检测设备相关联的基站通信，或者经由公共电话网通信到远程站。在发射器被配置为与基站通信时，发射器可以根据任何已知的无线技术来配置，例如，Wi-F i、蓝牙、近场通信(NFC)等，发射器也可备选地利用公共电话网络通信。
所述处理器在当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定：
利用位移传感器检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
根据静止时间，判定跌倒严重级别。
当跌落事件发生后，能进行对使用者的位移检查，用于检测跌落发生后使用者是否移动，用以判断是否跌落晕倒、跌伤等情况。该方法将排除冲击阻力，从使用者跌倒后稳定时开始计算静止(未移动)时间，以判断使用者跌倒的跌倒严重级别。
所述处理器在判定跌倒为严重时触发警报和/或为使用者请求帮助，通过移动检测可以判断用户跌倒后是否有移动、重新爬起(包括扶起、坐起)及是否跌晕。利用科学手段，多种传感器、复杂严谨的算法，可以有效地判定用户是否真正跌倒、以及跌倒损伤的程度，并排除误判，同时传递给终端报警和后台实施救援。
利用三轴加速度检测设备自身自由落体现象，本发明实施例中，还包括对检测设备自由落体现象的检测，当检测设备处于自由落体状态时，加速度接近于零，当检测设备接触地面时，加速度急剧变化。该方法排除了检测设备在日常生活中抛落或掉落的情况，这两种情况可能导致跌倒误判断，有效防止了检测设备自由落体导致跌倒误判断的情况发生。
显然，以上所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例，附图中给了本发明的较佳实施例，但并不限制本发明的专利范围。本发明可以以许多不同的形式来实现，相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员而言，其依然可以对前述各具体实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等效替换。凡是利用本发明说明书及附图内容所做的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明专利保护范围之内。
Claims (10)
1.一种跌倒检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
根据使用者穿戴的检测设备所检测的测量数据，确定判断使用者跌倒时测量数据的预设阀值；
利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较；
当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定。
2.根据权利要求1所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，具体包括：
利用三轴加速度传感器检测使用者的加速度；
利用碰撞传感器检测使用者所受冲击能量；
将实时测量的加速度数据与加速度预设阀值、实时测量的冲击能量数据与冲击能量预设阀值做持续的比较。
3.根据权利要求2所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，具体包括：
当使用者的加速度及使用者所受冲击能量均超出预设阀值时，触发跌倒判定。
4.根据权利要求3所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤中，还包括：
利用气压传感器检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化。
5.根据权利要求4所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤，还包括：
当使用者的加速度及使用者所受冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化做跌倒判断；
当使用者在高度上的变化超出设定范围时，判定使用者跌倒；
当使用者在高度上的变化在设定范围内时，判定使用者未跌倒。
6.根据权利要求1所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述当实时测量数据超出预设阀值时，触发跌倒判定步骤后，还包括：
利用位移传感器检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
根据静止时间，判定跌倒严重级别。
7.根据权利要求6所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述根据静止时间，判定跌倒严重级别步骤后，还包括：
在判定跌倒为严重时触发警报和/或为使用者请求帮助。
8.根据权利要求1所述的跌倒检测方法，其特征在于，
所述利用至少一个传感器检测实时测量数据，将实时测量数据与预设阀值做持续的比较步骤，还包括：
利用三轴加速度检测设备自身自由落体现象。
9.一种跌倒检测设备，其特征在于，包括：
设备本体，用于穿戴于使用者手腕处；
三轴加速度传感器，用于检测使用者发生跌落时到地面的加速度；
碰撞传感器，用于检测使用者跌落至地面时所受的冲击能量；
处理器，用于将实时测量数据与预设阀值做持续的比较，并做跌倒判断。
10.根据权利要求9所述的跌倒检测设备，其特征在于，
所述跌倒检测设备还包括气压传感器及位移传感器，
所述气压传感器用于检测大气压力，以判断使用者在高度上的变化；
所述位移传感器用于检测使用者的移动，以确定用户的静止时间；
所述处理器在使用者的加速度及使用者跌落至地面时所受的冲击能量均超出预设阀值时，结合使用者在高度上的变化，判断使用者是否跌倒；
所述处理器根据静止时间，判定跌倒严重级别。
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