跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术实施例公开了一种跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置。跌倒检测设备包括：发送器及接收器；发送器与接收器通过电容耦合方式接入人体，发送器的发送电极与接收器的接收电极构成前向回路，发送器的地电极与接收器的地电极构成后向回路；发送器，用于产生跌倒检测信号，并将所述跌倒检测信号耦合至人体；接收器，用于获取通过人体传输的跌倒检测信号的接收测量值；根据接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。本发明专利技术实施例的跌倒检测设备具有体积小、重量轻、功耗低、对佩戴位置不敏感及检测精度高等优点，为跌倒检测技术的发展提供一种新的思路。

Fall detection device, fall detection method and device

The embodiment of the invention discloses a fall detection device and a fall detection method and a device thereof. Fall detection device comprises a transmitter and receiver; transmitter and receiver through capacitive coupling to access the body, a receiving electrode transmitting electrode and the transmitter receiver circuit, transmitter and receiver constitute a ground electrode of the ground electrode to the circuit; transmitter for generating signal, fall detection, and the fall detection signal coupling to the human body; receiver for obtaining by receiving the measurement signals of human fall detection and transmission of the value; according to the received measurements, extraction for characterizing human fall and non fall after fall to describe the characteristics of the channel characteristics of the loop characteristics difference value; according to the characteristics of fall and describe the characteristics of the value of fall detection. The falling detection device of the embodiment of the invention has the advantages of small size, light weight, low power consumption, insensitivity to the wearing position, high detection precision, etc., and provides a new idea for the development of fall detection technology.

【技术实现步骤摘要】
跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置
本专利技术实施例涉及通信及信号处理技术，尤其涉及一种跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置。
技术介绍
随着人口老龄化的加剧，老年人的安全已成为必须重视的问题。其中，跌倒是危害老年人健康的重要因素。据统计，在我国，65岁以上的居民中，有超过20％的男性、45％左右的女性曾跌倒过，而且年龄越大，发生跌倒的可能性也就越大。由于人体发生跌倒具有不确定性和不可预知性，当老年人跌倒后，如果长时间得不到及时有效的救治，可能会导致长期瘫痪甚至危及生命。因此，为了确保老人跌倒后能得到及时的救治，对老人进行跌倒检测是非常重要的。目前，跌倒检测技术主要包括基于图像视频传感器的跌倒检测、基于环境布设式传感器的跌倒检测以及基于可穿戴式传感器跌倒检测等。然而，基于图像视频传感器的跌倒检测方法需要在周围环境中安装一个或多个摄像头，使得跌倒检测系统的成本较高，并且检测范围也被限制在一个固定的区域内；基于环境布设式传感器的跌倒检测方法主要是通过压力传感器、麦克风等设备来捕捉人体的动作信息和采集人体相关的体态特征数据，然而该方法易受周围环境的影响；基于可穿戴式传感器跌倒检测方法主要是利用加速度传感器、陀螺仪传感器等获取人体的加速度或者角加速度等信息，然而该方法的检测结果与佩戴的位置有很大联系，如佩戴位置不正确，检测结果则存在较大的误差。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供一种跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置，以优化现有的跌倒检测技术，提高跌倒检测方案的通用性。第一方面，本专利技术实施例提供了一种跌倒检测设备，包括：发送器以及接收器；所述发送器与所述接收器通过电容耦合方式接入人体，所述发送器的发送电极与所述接收器的接收电极构成前向回路，所述发送器的地电极与所述接收器的地电极构成后向回路；所述发送器，用于产生跌倒检测信号，并将所述跌倒检测信号耦合至人体；所述接收器，用于获取通过人体传输的所述跌倒检测信号的接收测量值；根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时所述后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。第二方面，本专利技术实施例还提供了一种跌倒检测方法，应用于本专利技术实施例所述的跌倒检测设备的接收器中，所述方法包括：通过接收电极获取跌倒检测信号的接收测量值；根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。第三方面，本专利技术实施例还提供了一种跌倒检测装置，所述装置包括：接收测量值获取模块，用于通过接收电极获取跌倒检测信号的接收测量值；特征值提取模块，用于根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；跌倒检测模块，用于根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。本专利技术实施例提供的跌倒检测设备、跌倒检测方法及装置，通过使用电容式耦合接入人体的跌倒检测设备构成人体通信信号通路，利用人体跌倒与未跌倒时后向回路的信道特征差异，基于接收器收到的信号进行跌倒检测，解决了现有各类跌倒检测技术所存在的各种缺陷问题，优化现有的跌倒检测技术，提高跌倒检测方案的通用性，同时，该跌倒检测设备具有体积小、重量轻、功耗低、对佩戴位置不敏感以及检测精度高等优点，为跌倒检测技术的发展提供一种新的思路。附图说明图1a是本专利技术实施例一提供的一种跌倒检测设备的结构图；图1b是本专利技术实施例一提供的一种发送器的结构图；图1c是本专利技术实施例一提供的一种接收器的结构图；图2是本专利技术实施例二提供的一种跌倒检测方法的流程图；图3是本专利技术实施例三提供的一种跌倒检测方法的流程图；图4是本专利技术实施例四提供的一种跌倒检测方法的流程图；图5是本专利技术实施例五提供的一种跌倒检测装置的结构图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本专利技术，而非对本专利技术的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部结构。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本专利技术相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作(或步骤)描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。为了后文便于描述，首先将本专利技术实施例所使用的技术以及核心专利技术点进行说明：首先，本专利技术实施例主要使用人体通信技术。人体通信是一种以“人体”为通信媒介的新型通信技术，具有低功耗、微体积、方便快捷等优势。根据耦合方式的不同，人体通信可分为电流耦合和电容耦合。在电容耦合方式中，人体通信信道的传播特性由前向回路和后向回路共同决定。其中人体通信的发送器的发送电极以及接收器的接收电极通过人体形成前向回路；发送器的地电极以及接收器的地电极通过地平面(大地)形成后向回路。专利技术人通过研究发现：如果保证人体站立时，上述电容耦合式人体通信的发送器以及接收器在人体中的放置位置距离地面具有一定的高度值，则在人体发生跌倒时，发送器和接收器的地电极与地平面的距离将发生急剧变化，导致人体通信的后向回路的特性也将发生变化，从而引起信道增益发生改变。因此，可以通过分析人体跌倒与未跌倒时信道增益变化曲线的差异情况，实现跌倒检测。实施例一图1a是本专利技术实施例一提供的一种跌倒检测设备的结构图。如图1a所示，所述跌倒检测设备，包括：发送器11以及接收器12。所述发送器11与所述接收器12通过电容耦合方式接入人体，所述发送器11的发送电极111与所述接收器12的接收电极121构成前向回路，所述发送器11的地电极112与所述接收器12的地电极122构成后向回路。需要说明的是，为了示意的更加直观，在图1a中示出了一种发送器11与接收器12的放置位置示意图。但是，本领域技术人员可以理解的是，当用户佩戴上述发送器11以及接收器12之后，只要能够保证当用户发送跌倒时，发送器11的地电极112以及接收器12的地电极122与地面之间的距离发生改变，均可以达到本专利技术实施例的技术效果，因此，本专利技术实施例对上述发送器11以及接收器12的具体放置位置并不进行限制。考虑到舒适性与便捷性要求，在本实施例中，可以将发送器11放置于人体的上臂处，其中发送电极111紧贴在上臂的皮肤表面，地电极112则悬空在空气中。接收器12放置在人体的腹部处，其中接收电极121紧贴在腹部的皮肤表面，地电极122同样悬空在空气中，即：如图1a所示的放置位置。可选的，发送器11的整体形状可以为圆柱状盒子，如图1a所示，该盒子的上表面和下表面均为金属材料，分别用于作为发送器11的发送电极111和地电极112，盒子的侧面为塑料材料，用于隔离发送电极111和地电极112，避免两者之间接触；相类似的，接收器12的整体形状同样可以为圆柱状盒子，如图1a所示，该盒子的上表面和下表面均为金属材料，分别用于作为接收器12的接收电极121和地电极122，盒子的侧面为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跌倒检测设备，其特征在于，包括：发送器以及接收器；所述发送器与所述接收器通过电容耦合方式接入人体，所述发送器的发送电极与所述接收器的接收电极构成前向回路，所述发送器的地电极与所述接收器的地电极构成后向回路；所述发送器，用于产生跌倒检测信号，并将所述跌倒检测信号耦合至人体；所述接收器，用于获取通过人体传输的所述跌倒检测信号的接收测量值；根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时所述后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。

【技术特征摘要】
1.一种跌倒检测设备，其特征在于，包括：发送器以及接收器；所述发送器与所述接收器通过电容耦合方式接入人体，所述发送器的发送电极与所述接收器的接收电极构成前向回路，所述发送器的地电极与所述接收器的地电极构成后向回路；所述发送器，用于产生跌倒检测信号，并将所述跌倒检测信号耦合至人体；所述接收器，用于获取通过人体传输的所述跌倒检测信号的接收测量值；根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时所述后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。2.根据权利要求1所述的跌倒检测设备，其特征在于，所述发送器包括：微处理器、直接数字式频率合成器DDS、巴伦转换器、低通滤波器、发送电极以及地电极；其中，所述微处理器，用于控制所述DDS产生设定频率范围内的单端正弦波信号；所述巴伦转换器，用于将所述DDS输出的所述单端正弦波信号转换为双端正弦波信号，并输出至所述低通滤波器；所述低通滤波器，用于对所述双端正弦波信号进行低通滤波，并将滤波后产生的跌倒检测信号通过所述发送电极耦合至人体中；所述发送电极与人体的皮肤表面相接触，所述地电极与所述发送电极绝缘连接。3.根据权利要求1所述的跌倒检测设备，其特征在于，所述接收器包括：微处理器、接收电极以及地电极；所述接收电极，用于获取通过人体传输的所述跌倒检测信号的接收测量值，并将所述接收测量值发送至所述微处理器；所述微处理器，用于根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时所述后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测；所述接收电极与人体的皮肤表面相接触，所述地电极与所述接收电极绝缘连接。4.一种跌倒检测方法，应用于如权利要求1-3任一项所述的跌倒检测设备的接收器中，其特征在于，包括：通过接收电极获取跌倒检测信号的接收测量值；根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值；根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述跌倒检测信号为周期性的变频信号；其中，所述变频信号在一个周期内以第一频率为起点，按照设定频率跨度递增值至第二频率。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，根据所述接收测量值，提取用于表征人体跌倒与未跌倒时所述后向回路的信道特征差异的跌倒描述特征的特征值包括：根据所述接收测量值，更新接收信号变化曲线；其中，所述接收信号变化曲线与一个周期内的所述跌倒检测信号相对应；根据所述接收信号变化曲线，计算至少一项跌倒描述特征的特征值。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述接收测量值，更新接收信号变化曲线包括：根据第K时刻下获取的所述跌倒检测信号的接收测量值以及卡尔曼滤波算法，计算所述第K+1时刻下所述跌倒检测信号的预估计最优值，其中，K为大于等于1的正整数；使用所述跌倒检测信号的预估计最优值，更新所述接收信号变化曲线。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，根据所述跌倒描述特征的特征值，进行跌倒检测包括：将至少...

【专利技术属性】
技术研发人员：李景振，聂泽东，刘宇航，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44