一种非接触式跌倒检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种非接触式跌倒检测方法及装置，通过雷达信号的实测感应强度与设定的雷达感应强度阈值的大小比较，初步区分跌倒状态和非跌倒运动状态；再进一步通过生命体征目标的位置信息得出速度值和加速度值，分别将其与设定的速度阈值及加速度阈值大小比较，确定跌倒状态。相比现有技术，解决了现有的跌倒监测设备只能得到是否发生摔倒，却无法得知具体的摔倒方式的技术问题，具有检测范围广、精度高、反应及时、检测方便且对跌倒动作识别的准确率大大提高的优点。

A Non-contact Fall Detection Method and Device

【技术实现步骤摘要】
一种非接触式跌倒检测方法及装置
本专利技术涉及智能检测
，特别是涉及一种非接触式跌倒检测方法及装置。
技术介绍
随着世界人口走向老龄化，老年人摔倒的危害也正在逐步凸显。为了提高老人的健康生活，为这一群体提供更有保障的医疗看护，实现无人智能监测，跌倒检测的研究具有重要的现实意义。目前，跌倒检测设备主要分为：穿戴式跌倒检测设备和非穿戴式跌倒检测设备。前者主要通过佩戴在人体上或内嵌入人体的各类传感器来检测人体姿态。后者运用视频图像、红外、音频、雷达等非接触式方式来检测跌倒行为。穿戴式跌倒检测设备需要穿戴在检测目标上，其存在佩戴舒适性问题，老年人可能会因为不舒适等原因选择放弃佩戴该类跌倒检测装置。另外，由于需要接触人体和自主佩戴，不适于传染病人、精神病人以及患有老年痴呆症等用户。非穿戴式跌倒检测设备无需被检测人群携带检测装置，而是将检测装置布置在被检测人群经常活动的环境中，间接的测量一些参数或采集信息，从而检测是否有跌倒行为的发生。检测装置主要是视频图像检测装置以及雷达检测装置。基于视频图像的跌倒检测设备其成本高，数据计算量较大，且不利于隐私保护。另外，如果光线黑暗以及人体走出摄像头监控范围，设备就无法获得数据，存在一定区域的漏检率。雷达跌倒检测装置成本低廉，具有良好的隐私保护性，并且不易受到环境因素(如天气、温度、光照等)的影响，有其他设备无法比拟的优点。但大多数都是作为视频图像检测系统中的辅助设备，并没有解决视频图像监测的问题。中国专利文献CN108378830A公开了一种监测摔倒的非接触式生命体征探测仪，其采用毫米波雷达与摄像头传感器联合监测生命体征目标，该项专利技术能够在一定程度上解决视频图像监测带来的问题。但其不能够有效分辨检测目标是否是生命体征目标以及检测目标的运动姿态。即雷达检测系统对是否是生命体征目标的判断存在难点，如雷达检测范围内有物品倒下或者运转，系统很可能判断为有生命体征目标。
技术实现思路
有鉴于此，如何研发一种能够有效分辨检测目标是否是生命体征目标以及检测目标的运动姿态的非接触式跌倒检测方法及装置，成了本领域技术人员亟需解决的问题。一方面，本专利技术提供了一种非接触式跌倒检测方法，具体包括如下步骤：S001，通过雷达信号判断生命体征目标当前时刻是否在检测区域，若是，则认为动作开始进入步骤S002；S002，获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S003；否则，则认为所述生命体征目标为非跌倒运动状态；S003，判断所述感应强度之和是否大于第二阈值，若是，则认为存在跌倒行为的可能，进入步骤S004；否则，则认为生命体征目标为非跌倒运动状态；S004，根据当前时刻由雷达检测的生命体征目标位置来获得速度值和加速度值；S005，判断所述速度值是否大于第三阈值，所述加速度值是否大于第四阈值，若是，则判定所述生命体征目标跌倒；否则，则认为其为非跌倒运动状态。进一步地，所述非跌倒运动状态包括以下几种状态：检测区域无人、正进入检测区域、正走出检测区域、处于活动状态和处于安静状态。进一步地，在步骤S001中，若判断生命体征目标不在检测区域，则获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第五阈值，若是，则认为所述生命体征目标正走出检测区域；否则，则认为检测区域无人。进一步地，在步骤S002中，生命体征目标的非跌倒运动状态为正进入检测区域。进一步地，在步骤S003中，生命体征目标的非跌倒运动状态为处于安静状态。进一步地，在步骤S005中，生命体征目标的非跌倒运动状态为处于活动状态。另一方面，本专利技术还提供了一种非接触式跌倒检测装置，运用其上任一项所述的非接触式跌倒检测方法进行检测，所述检测装置包括毫米波雷达传感器、信号采集器、信号处理器、无线系统和手机APP，所述毫米波雷达传感器用于发射电磁波信号，并接收由人体反射回来的信号，所述信号采集器用于采集毫米波雷达传感器接收的数据，所述信号处理器用于调用信号采集器中的数据并进行计算，并且把计算结果实时输出给无线系统，所述无线系统实时发送检测目标的运动姿态数据给手机APP。进一步地，所述毫米波雷达传感器工作频率为7.3GHz，探测的角度范围为10°-170°，其检测距离为4m。进一步地，所述无线系统包含无线模块，通过无线网络将数据上传到手机APP中。进一步地，所述手机APP中最终呈现生命体征目标的运动姿态的输出结果为0、1、2、3、4或5，其中，0表示检测区域无人，1表示处于安静状态，2表示处于运动状态，3表示正进入检测区域，4表示正走出检测区域，5表示发生跌倒。本专利技术提供的非接触式跌倒检测方法及装置，彻底摆脱了传统接触式检测跌倒设备的繁琐穿戴操作，通过采集处理雷达数据能够智能的判断出在检测范围内有无生命体征目标以及其运动姿态，一旦发生跌倒的情况，能及时将信息反馈给家人或护理人员，大大提高了跌倒识别的准确率，具有检测范围广、精度高、反应及时且检测方便的优点。附图说明构成本专利技术的一部分的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：图1为本专利技术提供的非接触式跌倒检测方法一实施例的流程图；图2为本专利技术中雷达对生命体征目标的感应强度与时间关系图；图3为本专利技术中雷达测得的生命体征目标距离随时间变化值的关系图；图4为本专利技术提供的非接触式跌倒检测装置的结构简图；图5为本专利技术提供的非接触式检测跌倒场景图；图6为本专利技术中非接触式检测目标运动姿态输出的结果图。其中：1-毫米波雷达传感器2-信号采集器3-信号处理器4-手机APP5-无线模块具体实施方式需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。图1是本专利技术提供的非接触式跌倒检测方法一实施例的流程图；图2是本专利技术中雷达对生命体征目标的感应强度与时间关系图；图3为本专利技术中雷达测得的生命体征目标距离随时间变化值的关系图。本专利技术一实施例提供的非接触式跌倒检测方法，具体包括以下步骤：S001，通过雷达信号判断生命体征目标当前时刻是否在检测区域，若是，则认为动作开始进入步骤S002；S002，获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S003；否则，则认为所述生命体征目标为非跌倒运动状态；S003，判断所述感应强度之和是否大于第二阈值，若是，则认为存在跌倒行为的可能，进入步骤S004；否则，则认为生命体征目标为非跌倒运动状态；S004，根据当前时刻由雷达检测的生命体征目标位置来获得速度值和加速度值；S005，判断所述速度值是否大于第三阈值，所述加速度值是否大于第四阈值，若是，则判定所述生命体征目标跌倒；否则，则认为其为非跌倒运动状态。需要说明的是，本专利技术中非跌倒运动状态具体包括以下几种状态：检测区域无人、正进入检测区域、正走出检测区域、处于活动状态和处于安静状态。通过上述方法可以检测初生命体征目标的运动位置及姿态，一旦老人发生跌倒情况，即可将信息及时传输给家人或护理人员，使老本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种非接触式跌倒检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S001，通过雷达信号判断生命体征目标当前时刻是否在检测区域，若是，则认为动作开始进入步骤S002；S002，获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S003；否则，则认为所述生命体征目标为非跌倒运动状态；S003，判断所述感应强度之和是否大于第二阈值，若是，则认为存在跌倒行为的可能，进入步骤S004；否则，则认为生命体征目标为非跌倒运动状态；S004，根据当前时刻由雷达检测的生命体征目标位置来获得速度值和加速度值；S005，判断所述速度值是否大于第三阈值，所述加速度值是否大于第四阈值，若是，则判定所述生命体征目标跌倒；否则，则认为其为非跌倒运动状态。

【技术特征摘要】
1.一种非接触式跌倒检测方法，其特征在于，具体包括如下步骤：S001，通过雷达信号判断生命体征目标当前时刻是否在检测区域，若是，则认为动作开始进入步骤S002；S002，获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第一阈值，若是，则进入步骤S003；否则，则认为所述生命体征目标为非跌倒运动状态；S003，判断所述感应强度之和是否大于第二阈值，若是，则认为存在跌倒行为的可能，进入步骤S004；否则，则认为生命体征目标为非跌倒运动状态；S004，根据当前时刻由雷达检测的生命体征目标位置来获得速度值和加速度值；S005，判断所述速度值是否大于第三阈值，所述加速度值是否大于第四阈值，若是，则判定所述生命体征目标跌倒；否则，则认为其为非跌倒运动状态。2.根据权利要求1所述的非接触式跌倒检测方法，其特征在于，所述非跌倒运动状态包括以下几种状态：检测区域无人、正进入检测区域、正走出检测区域、处于活动状态和处于安静状态。3.根据权利要求2所述的非接触式跌倒检测方法，其特征在于，在步骤S001中，若判断生命体征目标不在检测区域，则获取当前时刻前一段时间内检测区域生命体征目标的感应强度，并判断前一段时间内目标的感应强度之和是否大于第五阈值，若是，则认为所述生命体征目标正走出检测区域；否则，则认为检测区域无人。4.根据权利要求3所述的非接触式跌倒检测方法，其特征在于，在步骤S002中，生命体征目标的非跌倒运动...

【专利技术属性】
技术研发人员：傅其祥，夏利锋，刘进，夏祖泉，张吉楠，吴茜，王绍丽，
申请(专利权)人：湖南省顺鸿智能科技有限公司，长沙军民先进技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43