用于判断人体跌倒的传感器系统、方法及人体防护装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用于判断人体跌倒的传感器系统，包括：用于采集人体加速度及人体角速度，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；微处理器模块，电性连接于六轴传感器模块及单轴倾角传感器模块，微处理器模块用于接收人体加速度、人体角速度及人体倾角，并对人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理、判断人体是否跌倒；及电源模块，电性连接于六轴传感器模块、单轴倾角传感器模块及微处理器模块，电源模块用于为上述各个模块提供电源。另外，本发明专利技术还提供了一种用于判断人体跌倒的方法及人体防护装臵。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及传感器领域，尤其涉及一种用于判断人体跌倒的传感器系统、方法及人体防护装铬。
技术介绍
随着年 龄的增长和机体的衰老，人们特别是老年人的生活和健康都会受到严重影响，跌倒就是“罪魁祸首”之一。跌倒是指突发、不自主、非故意的体位改变，倒在地面或比初始位铬更低的平面上。跌倒在老年人群中非常普遍，严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果对老年人来说甚至是致命的。据统计，90%的髋部骨折是由跌倒引起。髋骨骨折主要包括股骨骨折和股骨转子间骨折两种，人类的股骨大转子仅位于臀部后外侧皮下，缺乏软组织保护，呈长方形，其后上面无任何结构附着，位于股骨颈的后上部。大转子的位铬表浅，因而直接暴力引起骨折的机会较大。老年人在侧后方跌倒时，往往是一侧髋部首先着地，同时存在大腿内收，这时候大转子部位会更加突出。由于该部位缺少软组织缓冲，这样就会使股骨大转子区域直接触地受力，出现股骨转子间骨折。因为股骨颈有向前12-15度的前倾角，跌倒时如果股骨大转子受力部位较广泛且没有发生股骨转子骨折，那么暴力就会沿股骨颈向上传递，将上半身重力和地面的撞击在股骨颈部位形成剪力，从而发生股骨颈骨折，特别是患有骨质疏松的老人极易发生此类骨折。目前的跌倒判断装铬大多主要是依靠加速度来判断跌倒事件的发生，但人体运动非常复杂，依靠较少或单一的人体运动姿态信息来预测跌倒的可靠性不高，当人体跌倒而未能判断出时，就起不到保护效果，当人体没有跌倒而做出误判断时，必然给人们带来不便。所以亟待开发一种能够准确判断人体是否跌倒，并能在人体跌倒是迅速保护人体的人体防护装铬。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述传感器系统存在的缺陷，提供一种能够准确判断人体是否跌倒的传感器系统。一种用于判断人体跌倒的传感器系统，包括:六轴传感器模块，包括三轴加速度计及三轴陀螺仪，所述三轴加速度计用于采集人体加速度，所述三轴陀螺仪用于采集人体角速度，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；单轴倾角传感器模块，包括单轴倾角传感器，所述单轴倾角传感器用于采集人体倾角；微处理器模块，电性连接于所述六轴传感器模块及单轴倾角传感器模块，所述微处理器模块用于接收所述人体加速度、人体角速度及人体倾角，并对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理、判断人体是否跌倒；及电源模块，电性连接于所述六轴传感器模块、单轴倾角传感器模块及微处理器模块，所述电源模块用于为上述各个模块提供电源。所述六轴传感器模块包括三轴加速度计及三轴陀螺仪，所述三轴加速度用于采集人体加速度，所述三轴陀螺仪用于采集人体角速度，所述六轴传感器模块还用于将所述人体加速度及人体角速度转换成二进制数据。在本专利技术提供的实施例中，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述三轴加速度计、三轴陀螺仪及单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据。在本专利技术提供的实施例中，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体倾角转换成二进制数据。在本专利技术提供的实施例中，所述传感器系统还包括磁性开关，所述磁性开关电性连接于所述微处理器模块。另外，本专利技术还提供了一种用于判断人体跌倒的方法，包括下述步骤:采集人体加速度、采集人体角速度及采集人体倾角，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理；及根据处理结果判断人体是否跌倒。在本专利技术提供的实施例中，其中，对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理，具体包括下述步骤:分别将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据；分别将所述二进制数据转换成十进制数据。在本专利技术提供的实施例中，其中，根据处理结果判断人体是否跌倒，具体包括下述步骤:步骤S410:接收所述人体加速度；步骤S420:计算所述人体加速度的合成加速度；步骤S430:判断所述合成加速度是否大于第一加速度阈值，若“是”，则确认人体在运动，并进行下一步；若“否”则返回步骤S310 ;其中，所述第一加速度阈值为11 13m/S2 ；步骤S440:接收所述人体倾角，并设定所述人体倾角为倾角初始值；步骤S450:接收所述人体加速度、人体角速度及人体倾角，并计算合成加速度、合成角速度；步骤S460:判断步骤S450中的所述合成加速度是否小于第二加速度阈值，若“是”，进行下一步；若“否”则返回步骤S450 ;其中，所述第二加速度阈值为5 7m/s2 ；步骤S470:判断所述合成角速度是否大于角速度阈值，若“是”，进行下一步；若“否”则返回步骤S450 ;其中，所述角速`度阈值为3 5deg/s ；步骤S480:判断所述人体倾角值相对于所述倾角初始值的变化范围是否大于倾角阈值，若“是”，进行下一步；若“否”则返回步骤S450;其中，所述倾角阈值为15° 25。;步骤S490:判断人体跌倒。在本专利技术提供的实施例中，其中，分别将所述二进制数据转换成十进制数据，具体包括下述步骤:步骤S310:分别判断用于采集所述人体加速度的三轴加速度计、采集所述人体角速度的三轴陀螺仪、用于采集所述人体倾角的单轴倾角传感器是否有负量程；步骤S320:在上述步骤S310中，若判断结果为“是”，进一步判断所述二进制数据N最高位是否为I ;若上述步骤S310中，判断结果为“否”，则采用公式N/2nXR将所述二进制数据转换成十进制数据，其中，n为模数转换器的位数，N为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器输出的二进制数据，R为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器的满量程；步骤S330:若上述步骤S320中，进一步判断结果为“是”，则采用公式(_1) X(2n-N) /2nX R将所述二 进制数据转换成十进制数据，上述公式中，n为模数转换器的位数，N为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器输出的二进制数据，R为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器的满量程；步骤S340:若上述步骤S320中，进一步判断结果为“否”，则采用公式N/2nXR将所述二进制数据转换成十进制数据，上述公式中，n为模数转换器的位数，N为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器输出的二进制数据，R为三轴加速度计或三轴陀螺仪或单轴倾角传感器的满量程。在本专利技术提供的实施例中，所述合成加速度的计算方法为:本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，包括：六轴传感器模块，用于采集人体加速度及人体角速度，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；单轴倾角传感器模块，包括单轴倾角传感器，所述单轴倾角传感器用于采集人体倾角；微处理器模块，电性连接于所述六轴传感器模块及单轴倾角传感器模块，所述微处理器模块用于接收所述人体加速度、人体角速度及人体倾角，并对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理和判断人体是否跌倒；及电源模块，电性连接于所述六轴传感器模块、单轴倾角传感器模块及微处理器模块，所述电源模块用于为上述各个模块提供电源。

【技术特征摘要】
1.一种用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，包括:六轴传感器模块，用于采集人体加速度及人体角速度，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；单轴倾角传感器模块，包括单轴倾角传感器，所述单轴倾角传感器用于采集人体倾角； 微处理器模块，电性连接于所述六轴传感器模块及单轴倾角传感器模块，所述微处理器模块用于接收所述人体加速度、人体角速度及人体倾角，并对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理和判断人体是否跌倒；及 电源模块，电性连接于所述六轴传感器模块、单轴倾角传感器模块及微处理器模块，所述电源模块用于为上述各个模块提供电源。2.根据权利要求1所述的用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，所述六轴传感器模块包括三轴加速度计及三轴陀螺仪，所述三轴加速度用于采集人体加速度，所述三轴陀螺仪用于采集人体角速度，所述六轴传感器模块还用于将所述人体加速度及人体角速度转换成二进制数据。3.根据权利要求1所述的用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述三轴加速度计、三轴陀螺仪及单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据。4.根据权利要求1所述的用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体倾角转换成二进制数据。5.根据权利要求1所述的用于判断人体跌倒的传感器系统，其特征在于，所述传感器系统还包括磁性开关，所述磁性开关电性连接于所述微处理器模块。6.一种用于判断人体跌倒的方法，其特征在于，包括下述步骤: 采集人体加速度、人体角速度及人体倾角，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度； 对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理 '及 根据处理结果判断人体是否跌倒。7.根据权利要求6所述的一种用于判断人体跌倒的方法，其特征在于，其中，对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理，具体包括下述步骤: 分别将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据； 分别将所述二进制数据转换成十进制数据。8.根据权利要求6所述的用于判断人体跌倒的方法，其特征在于，其中，根据处理结果判断人体是否跌倒，具体包括下述步骤: 步骤S410:接收所述人体加速度； 步骤S420:计算所述人体加速度的合成加速度； 步骤S430:判断所述合成加速度是否大于第一加速度阈值，若“是”，则确认人体在运动，并进行下一步；若...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国如，张其，梁丁，李慧奇，宁运琨，
申请(专利权)人：中国科学院深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：