一种防摔倒检测与防护系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种防摔倒检测与防护系统及方法，其中，防摔倒检测与防护系统包括摔倒预警子系统和安全防护子系统；传感器用于采集人体运动信息，人体运动信息包括三轴加速度、三轴角速度和姿态角；处理器用于接收传感器采集的人体运动信息，根据三轴加速度确定出合加速度，若合加速度大于第一预设阈值，则根据三轴角速度确定出合角速度，在合角速度大于第二预设阈值的情况下，获取姿态角在预设时间段内变化的幅度，如果幅度大于第三预设阈值，判定人体发生摔倒行为；向安全防护子系统发送预警信号，触发安全防护子系统对人体进行安全防护。通过该方式，能够及时准确地检测出人体是否发生摔倒事件并给予及时有效的防护。生摔倒事件并给予及时有效的防护。生摔倒事件并给予及时有效的防护。

【技术实现步骤摘要】
一种防摔倒检测与防护系统及方法


[0001]本专利技术属于防摔倒检测与防护
，尤其涉及一种防摔倒检测与防护系统及方法。

技术介绍

[0002]本部分的陈述仅仅是提供了与本专利技术相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。
[0003]近年来，我国人口老龄化现象日益严重，老年人因跌倒而受到意外伤害的情况越来越受到重视。老年人的摔倒问题是当今一个最主要的公共卫生问题，因为老年人摔倒通常会导致致残性的伤害。据有关部门统计：在我国65岁以上老人中，平均每10人就有3至4人发生过跌倒。摔倒最大的影响是引发骨折，主要部位为髋关节、脊椎骨、手腕部等处。其中，髋关节骨折最为严重，也被称为“人生最后一次骨折”，其死亡率高达20％～30％，且致残率高，42％患者不能恢复伤前活动力，35％不能独立行走。目前，国外该类产品研究处于前期阶段，产品较少，国内该项研究处于研发阶段，没有成熟产品。因此，研发制造人工智能防摔装置具有必要性、紧迫性。
[0004]检测摔倒是一个需要先解决的问题，目前对于检测摔倒的方法大致分为两类，一种是基于视频分析的摔倒检测方法，另一种是基于传感器模块的检测方法。基于视频分析的摔倒检测系统能够对人体进行动态实时数据处理，实现精确和稳定的判断人体运动姿态传感技术。然而，这种系统有着明显的局限性：很多摔倒事件发生在户外，固定的摄像机位置并不能有效跟踪户外的人体运动信息，也就是说使用者一旦离开监测范围，则无法正常判断摔倒行为，不仅如此，这种系统还有暴露个人隐私的风险。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术的第一个方面提供一种防摔倒检测与防护系统，能够准确直观地检测人体是否发生摔倒事件并给予及时有效防护。
[0006]为了实现上述目的，本专利技术主要包括以下几个方面：
[0007]第一方面，本专利技术实施例提供一种防摔倒检测与防护系统，包括摔倒预警子系统和安全防护子系统；所述摔倒预警子系统包括相互通信连接的传感器和处理器；
[0008]所述传感器用于采集人体运动信息，所述人体运动信息包括三轴加速度、三轴角速度和姿态角；
[0009]所述处理器用于接收所述传感器采集的人体运动信息，根据三轴加速度确定出合加速度，若所述合加速度大于第一预设阈值，则根据三轴角速度确定出合角速度，在所述合角速度大于第二预设阈值的情况下，获取姿态角在预设时间段内变化的幅度，如果所述幅度大于第三预设阈值，判定人体发生摔倒行为；向所述安全防护子系统发送预警信号，触发所述安全防护子系统对人体进行安全防护。
[0010]在一种可能的实施方式中，所述合加速度是由三轴加速度的平方和，并对其开平
方根得到的；或者，所述合角速度是求取三轴角速度向量的合向量，将所述合向量的模确定为合角速度。
[0011]在一种可能的实施方式中，所述处理器还连接有定位模块，用于在判定人体发生摔倒行为之后，获取人体的位置信息，生成包括所述位置信息的告警信息，并将所述告警信息发送至远程终端。
[0012]在一种可能的实施方式中，所述定位模块包括GPS模块和GPRS模块，所述GPS模块用于提供人体在室外活动时的位置信息，所述GPRS模块用于提供人体所佩戴装置的编号、跌倒时的位置和跌倒时间。
[0013]在一种可能的实施方式中，所述定位模块还包括WiFi模块，用于在GPS/北斗信号不好而无法提供位置信息时，提供人体的位置信息。
[0014]在一种可能的实施方式中，所述安全防护子系统包括触发装置和防护装置；所述触发装置在接收到摔倒预警装置发送的预警信号时，触发所述防护装置对人体进行安全防护。
[0015]在一种可能的实施方式中，所述触发装置包括电动舵机、双向凸轮、刺针和气瓶，双向凸轮与电动舵机齿轮内啮合；所述防护装置包括可折叠气囊，可折叠气囊的气管通过气道与气瓶的气瓶口连通。
[0016]第二方面，本专利技术实施例提供一种防摔倒检测与防护方法，包括：
[0017]获取人体运动信息，所述人体运动信息包括三轴加速度、三轴角速度和姿态角；
[0018]根据三轴加速度确定出合加速度，若所述合加速度大于第一预设阈值，则根据三轴角速度确定出合角速度，在所述合角速度大于第二预设阈值的情况下，获取姿态角在预设时间段内变化的幅度，如果所述幅度大于第三预设阈值，判定人体发生摔倒行为；
[0019]向所述安全防护子系统发送预警信号，触发所述安全防护子系统对人体进行安全防护。
[0020]在一种可能的实施方式中，所述合加速度是由三轴加速度的平方和，并对其开平方根得到的；或者，所述合角速度是求取三轴角速度向量的合向量，将所述合向量的模确定为合角速度。
[0021]在一种可能的实施方式中，在判定人体发生摔倒行为之后，获取人体的位置信息，生成包括所述位置信息的告警信息，并将所述告警信息发送至远程终端。
[0022]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当计算机设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如上述第二方面和第二方面任一种可能的实施方式中所述的防摔倒检测与防护方法的步骤。
[0023]第四方面，本专利技术实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器运行时执行如上述第二方面和第二方面任一种可能的实施方式中所述的防摔倒检测与防护方法的步骤。
[0024]本专利技术的有益效果是：
[0025]1、通过三层检测，即根据三轴加速度确定出合加速度，若所述合加速度大于第一预设阈值，则获取姿态角在预设时间段内变化的幅度，在判定所述幅度大于第二预设阈值的情况下，根据三轴角速度确定出合角速度，如果所述合角速度大于第三预设阈值，判定人
体发生摔倒行为，能够将人体真实摔倒与剧烈运动行为准确地区分开，提高摔倒动作检测的准确率，并且计算过程简单，检测速度快。
[0026]2、采用机械触发装置，通过电动舵机带动双向凸轮转动，使刺针直线运动刺破气瓶口，释放气体充满可折叠囊体，其安全可靠，且更换气瓶方便，有效降低用户的使用成本。
附图说明
[0027]构成本专利技术的一部分的说明书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。
[0028]图1是本专利技术实施例所提供的防摔倒检测与防护系统的结构示意图；
[0029]图2是本专利技术实施例所提供的三轴模型结构示意图；
[0030]图3是本专利技术实施例所提供的防摔倒检测与防护方法流程图；
[0031]图4是本专利技术实施例所提供的防摔倒检测与防护方法的软件设计流程图；
[0032]图5是本专利技术实施例所提供的一种计算机设备的示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合附图与实施例对本专利技术作进一步说明。
[0034]应该指出，以下详细说明都本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防摔倒检测与防护系统，其特征在于，包括摔倒预警子系统和安全防护子系统；所述摔倒预警子系统包括相互通信连接的传感器和处理器；所述传感器用于采集人体运动信息，所述人体运动信息包括三轴加速度、三轴角速度和姿态角；所述处理器用于接收所述传感器采集的人体运动信息，根据三轴加速度确定出合加速度，若所述合加速度大于第一预设阈值，则根据三轴角速度确定出合角速度，在所述合角速度大于第二预设阈值的情况下，获取姿态角在预设时间段内变化的幅度，如果所述幅度大于第三预设阈值，判定人体发生摔倒行为；向所述安全防护子系统发送预警信号，触发所述安全防护子系统对人体进行安全防护。2.如权利要求1所述的防摔倒检测与防护系统，其特征在于，所述合加速度是由三轴加速度的平方和，并对其开平方根得到的；或者，所述合角速度是求取三轴角速度向量的合向量，将所述合向量的模确定为合角速度。3.如权利要求1所述的防摔倒检测与防护系统，其特征在于，所述处理器还连接有定位模块，用于在判定人体发生摔倒行为之后，获取人体的位置信息，生成包括所述位置信息的告警信息，并将所述告警信息发送至远程终端。4.如权利要求3所述的防摔倒检测与防护系统，其特征在于，所述定位模块包括GPS模块和GPRS模块，所述GPS模块用于提供人体在室外活动时的位置信息，所述GPRS模块用于提供人体所佩戴装置的编号、跌倒时的位置和跌倒时间。5.如权利要求4所述的防摔倒检测与防护系统，其特征在于，所述定位模块还包括WiFi模...

【专利技术属性】
技术研发人员：高诺，郑旭，王延平，
申请(专利权)人：山东建筑大学，
类型：发明
国别省市：