船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备，获取船舶人员佩戴的陀螺仪的测量数据与加速度传感器测得的人体加速度数据；根据所述人体加速度数据得到人体姿态信息数据，并进行滤波；将所述滤波后的人体姿态信息数据与所述测量数据进行数据融合；从所述融合后的数据中选取跌倒阶段人体相关物理参量的特征值，与对应的预设跌倒阈值进行比较，若所述特征值与对应的预设跌倒阈值相匹配则感知为跌倒，进行报警。本发明专利技术的船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备，通过加速度传感器配合陀螺仪实现船舶人员坠落感知的功能，用低成本输出有效结果，在检测到疑似跌倒动作发生后，装置会发出警报，减少漏报率和误报率。报率和误报率。报率和误报率。

【技术实现步骤摘要】
船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备


[0001]本专利技术涉及运动检测
，特别是涉及一种船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备。

技术介绍

[0002]船舶在随浪航行时不同于船舶在静水中的航行，当船舶遭遇大风浪且随浪航行时很容易发生严重的危险事故，具体表现有船舶纯稳性丧失危险、船舶横谐摇危险以及船舶骑浪和横甩危险，种种船舶险情都会给船舶人员造成重心不稳、倾倒跌落的危险。
[0003]目前的跌倒检测方法主要是通过佩戴在人身上的轻量级传感器进行人体姿态的数据采集，可以检测和采集人体的加速度、倾角、震动、旋转、冲击和多自由度运动等数据，经过跌倒算法处理来判断是否跌倒，穿戴式的传感器种类繁多，有压力传感器和惯性传感器、惯性传感器又分为加速度传感器、倾角传感器、陀螺仪等，应用最广泛的穿戴式装置跌倒检测方法是基于压力传感器的跌倒检测、基于加速度传感器的跌倒检测和基于多传感器的跌倒检测。

技术实现思路

[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备，用于解决现有技术中加速度传感器与陀螺仪配合检测的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种船舶人员跌倒感知方法，所述方法包括：获取船舶人员佩戴的陀螺仪的测量数据与加速度传感器测得的人体加速度数据；根据所述人体加速度数据得到人体姿态信息数据，并进行滤波；将所述滤波后的人体姿态信息数据与所述测量数据进行数据融合；从所述融合后的数据中选取跌倒阶段人体相关物理参量的特征值，与对应的预设跌倒阈值进行比较，若所述特征值与对应的预设跌倒阈值相匹配则感知为跌倒，进行报警。
[0006]于本专利技术的一实施例中，所述方法还包括引入支持向量机SVM分析所述融合后的数据得到人体加速度向量幅值，并引入所述人体加速度向量幅值的绝对平均值MADS，用于表征人体运动变化的剧烈程度，其定义为：
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述跌倒阈值包括所述加速度传感器的两个二范数最值，记为S
max
与S
min
，所述特征值为所述支持向量机的测量阈值，记为MaxTh与MinTh。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述跌倒阈值还包括时间参数I，判断是否发生跌倒的公式如下：
[0009]其中，I
min
与I
max
为检测到最小值二范数值和最大二范数值时对应的时刻，若满足S
max
>＝MaxTh、S
min
<＝MinTh，且时间上I
min
<I
max
，则判定为跌倒，否则判定为人体日常活动。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述方法还包括获得所述加速度传感器测量坐标系三轴上的静态加速度与地球坐标系中重力加速度的角度关系，以得到所述测量坐标系与所述地球坐标系的变换矩阵，其中，夹角计算公式为：其中，g表示重力加速度，θ表示角度，g
n
表示重力加速度在n轴分量。
[0011]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种上述的船舶人员跌倒感知装置，包括：获取模块，用于获取船舶人员佩戴的陀螺仪的测量数据与加速度传感器测得的人体加速度数据；滤波模块，用于根据所述人体加速度数据得到人体姿态信息数据，并进行滤波；融合模块，用于将所述滤波后的人体姿态信息数据与所述测量数据进行数据融合；处理模块，用于从所述融合后的数据中选取跌倒阶段人体相关物理参量的特征值，与对应的预设跌倒阈值进行比较，若所述特征值与对应的预设跌倒阈值相匹配则感知为跌倒，进行报警。
[0012]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种上述的电子设备，所述电子设备包括所述的船舶人员跌倒感知装置。
[0013]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种上述的船舶人员跌倒感知系统，包括：
[0014]如权力要求7所述的电子设备；
[0015]加速度传感器，用于测得人体的加速度数据；
[0016]陀螺仪，用于获取人体的测量数据；
[0017]报警器，用于在人员跌倒后发出警报；
[0018]微处理器，用于调试运行既定程序。
[0019]于本专利技术的一实施例中，所述系统还包括：电源，用于提供工作电压。
[0020]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种上述的计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述船舶人员跌倒感知方法。
[0021]如上所述，本专利技术的船舶人员跌倒感知方法、装置、系统、介质及电子设备，通过船舶人员定位卡加速度传感器配合陀螺仪计算物体运动方向及速度实现坠落感知的功能，追求用最低的成本，输出最高的效率，减少漏报率和误报率，其基于阈值检测的方法改进的，一旦检测有疑似跌倒动作发生并且被确定，装置会自动发出警报，引入了姿态角的检测，检测结果更加准确，检测信息更加详细。
附图说明
[0022]图1显示为本专利技术的船舶人员跌倒感知方法于一实施例中的方法步骤图；
[0023]图2显示为本专利技术的船舶人员跌倒感知装置于一实施例中的结构示意图；
[0024]图3显示为本专利技术的船舶人员跌倒感知方法于一实施例中的电子设备的结构示意图；
[0025]图4显示为本专利技术的船舶人员跌倒感知系统于一实施例中的结构示意图。
[0026]元件标号说明
[0027]S11～S14
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步骤
[0028]20
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船舶人员跌倒感知装置
[0029]21
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获取模块
[0030]22
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滤波模块
[0031]23
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融合模块
[0032]24
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理模块
[0033]41
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加速度传感器
[0034]42
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
陀螺仪
[0035]43
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报警器
[0036]44
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
电源
[0037]45
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处理单元
具体实施方式
[0038]以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0039]需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种船舶人员跌倒感知方法，其特征在于，所述方法包括：获取船舶人员佩戴的陀螺仪的测量数据与加速度传感器测得的人体加速度数据；根据所述人体加速度数据得到人体姿态信息数据，并进行滤波；将所述滤波后的人体姿态信息数据与所述测量数据进行数据融合；从所述融合后的数据中选取跌倒阶段人体相关物理参量的特征值，与对应的预设跌倒阈值进行比较，若所述特征值与对应的预设跌倒阈值相匹配则感知为跌倒，进行报警。2.根据权利要求1所述的船舶人员跌倒感知方法，其特征在于，还包括引入支持向量机SVM分析所述融合后的数据得到人体加速度向量幅值，并引入所述人体加速度向量幅值的绝对平均值MADS，用于表征人体运动变化的剧烈程度，其定义为：3.根据权利要求2所述的船舶人员跌倒感知方法，其特征在于，所述跌倒阈值包括所述加速度传感器的两个二范数最值，记为S
max
与S
min
，所述特征值为所述支持向量机的测量阈值，记为MaxTh与MinTh。4.根据权利要求3所述的船舶人员跌倒感知方法，其特征在于，所述跌倒阈值还包括时间参数I，判断是否发生跌倒的公式如下：其中，I
min
与I
max
为检测到最小值二范数值和最大二范数值时对应的时刻，若满足S
max
>＝MaxTh、S
min
<＝MinTh，且时间上I
min
<I
max
，...

【专利技术属性】
技术研发人员：褚超平，余鸿文，胡志军，李宁，杨春涛，秦羽舟，
申请(专利权)人：上海坤瑀智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：