用于检测跌倒的方法和跌倒检测系统的制作方法_4

文档序号:9732132阅读:来源:国知局
传感器14测量的接近度值与从来自(一个或多个)移动传感器4、6的测量结果导出的其他特征(例如,高度改变、撞击、取向等)一起处理,以确定用户1是否已经跌倒。在一些实施例中,当执行完整的跌倒检测处理时,确定特征值的集合(包括接近度传感器值)是否在对应于跌倒的(多维)区域中。优选地,针对特征值的集合确定指示跌倒的可能性的值,并且将该可能性与阈值进行比较,以确定跌倒是否已经发生。备选地,能够将每个个体特征值与各自的阈值进行比较,并且在某个数目的特征超过它们的阈值时检测到跌倒。在另一备选方案中,能够分阶段运行完整的跌倒检测算法,其中,特征或各个特征是从每个阶段导出的,并且每个阶段仅在先前阶段中导出的特征与跌倒已经发生相一致时才被触发。然后在归类器中测试所导出的特征,以确定跌倒是否已经发生。该类型的对特征值的分阶段计算(其中相对于阈值测试每个值)被称作状态机。
[0082]图4中示出了操作跌倒检测系统2以检测用户1是否已经跌倒的方法。在该实施例中,认识到接近度传感器14在全部时间都被激活时能够消耗大量功率,并且由于接近度传感器14可以仅在跌倒已经发生时提供对其特征(S卩,在撞击或高度改变事件之后,跌倒检测系统2/用户1到地面或地板的接近度)的有用测量结果,因此接近度传感器14仅在检测到可能的跌倒,继之以对来自移动传感器4、6中的一个或多个的测量结果的某种处理时,被激活。该实施例使得接近度传感器14能够用于改善跌倒检测算法的可靠性,而不实质性地增加跌倒检测系统2的平均功耗。
[0083]因此,在第一步骤一一步骤101中,使用一个或多个移动传感器4、6来测量用户1的移动。亦即,移动传感器4、6中的一个或多个被激活(S卩,通电)并且对移动的测量结果被传感器4、6提供到处理单元8以供分析。在该步骤中,(一个或多个)接近度传感器14被停用并且因此不发出声音或光(针对该类型的传感器视情况而定)。在一些情况中,处理单元8能够控制跌倒检测系统2,使得不对(一个或多个)接近度传感器14供电,但是在其他情况中,能够继续向接近度传感器部件供电,但处理单元8控制(一个或多个)接近度传感器14,使得它们不激活它们的换能器。
[0084]在步骤103中,处理单元8(或者,在上文描述的备选实施例中,基站中的处理单元)处理在步骤101中获得的对用户1的移动的测量结果,以确定用户1是否可能已经遭受跌倒。在该阶段,测量结果仅被处理以确定跌倒是否可能已经发生(即,处理测量结果以看看是否存在跌倒已经发生的某种指示物或触发特征),以及因此是否可能要求另外的测量结果和/或对测量结果的更加详细的分析(即,完整跌倒检测算法的运行),以证实跌倒是否已经实际发生,并且是否需要触发警报。结果,处理单元8在该阶段不是必须运行完整的跌倒检测算法。
[0085]跌倒能够广义地以以下为特征:即,例如,海拔在0.5米至1.5米左右的改变(该范围取决于要穿戴跌倒检测系统2的身体的部分以及用户1的高度而可以不同),以显著撞击告终,继之以在其中用户1不怎么移动的时期。因此,在如上所述的跌倒检测算法中,能够处理移动传感器测量结果以提取针对一个或多个特征的值,所述一个或多个特征包括高度/海拔的改变(特别是降低)(其通常是从来自气压传感器6的测量结果导出的,但是也能够或备选地是从来自加速度计4的测量结果导出的,例如,在气压传感器6被省略时)、在海拔的改变发生的时间附近的最大活动水平(即,撞击)(通常是从来自加速度计4的测量结果导出的)、在其中用户1在撞击之后相对不活动的时期(再一次通常是从来自加速度计4的测量结果导出的)、垂直速度、自由落体的发生(通常是从来自加速度计4的测量结果导出的)、跌倒后取向的改变(通常是从来自加速度计4或来自陀螺仪(如果存在的话)的测量结果导出的)以及在检测到的撞击之后对高度/海拔增加的指示。
[0086]在步骤103中,处理单元8优选地处理移动测量结果,以检测通常发生在跌倒期间的选定触发特征,其中,该选定(触发)特征的检测提供了对跌倒可能已经发生的指示(在该阶段处理单元8不计算跌倒的其他特征,例如上文列出的那些)。由于跌倒检测系统2需要针对跌倒连续监测用户1,因此针对单个触发特征对移动传感器测量结果的该有限的处理帮助使跌倒检测系统2的功耗最小化。
[0087]在步骤103的优选实施例(其在跌倒检测系统2包括气压传感器6时尤其优选)中,处理单元8处理移动测量结果,以检测某个高度改变(并且尤其是高度降低)是否已经发生。所要求的高度改变能够为0.5米,或者考虑到跌倒检测系统2被携带在用户的身体上的哪里和/或用户1的高度或其他物理特性而为任何其他合适的值。在备选优选实施例(其在跌倒检测系统2包括加速度计4但不包括气压传感器6时尤其优选)中,处理单元8能够处理移动测量结果,以检测在移动测量结果中是否存在撞击(其幅值大于阈值),从而识别跌倒是否可能已经发生。在备选优选实施例中,处理单元8能够处理移动测量结果,以检测在移动测量结果中是否存在不同的特征或另外的特征(例如,长于阈值时间段的自由落体),从而识别跌倒是否可能已经发生。在一些实施例中,不是必须执行在步骤103中对移动测量结果执行的处理而产生针对选定特征的尤其精细的(即,准确的)值,这能够使得能够以减少的计算工作量确定针对该特征的值。
[0088]应当认识到,在步骤103中执行的处理能够被实时地或接近实时地执行,以在可能的跌倒一发生就被检测到,或者甚至在跌倒自身的物理行动期间检测到可能的跌倒。例如,利用对加速度计4测量结果和/或气压传感器6测量结果的实时或接近实时的处理以检测高度改变和/或自由落体,能够在用户1撞击地面之前检测到可能的跌倒(其由大于阈值高度降低的高度降低或长于阈值时间段的自由落体指示)。
[0089]在步骤105中,确定是否已经检测到可能的跌倒。例如,在步骤103包括确定高度改变时,如果在移动测量结果中检测到至少为0.5米的高度降低,则检测到可能的跌倒。在步骤103包括确定撞击幅值时,如果检测到撞击具有大于阈值的幅值,则检测到可能的跌倒。
[0090]如果在步骤103中没有检测到可能的跌倒(例如,不存在或存在不足的高度降低或不足幅值的撞击),则该方法返回到步骤101,并且收集并针对可能的跌倒分析对用户1的移动的另外的测量结果。
[0091 ]然而,如果在步骤103中检测到可能的跌倒(例如,检测到至少为0.5米的高度降低,或具有足够幅值的撞击),则该方法移动到步骤107,在步骤107中,激活(一个或多个)接近度传感器14,以便测量用户1的身体中的跌倒检测系统2/用户设备3被附着到的部分到地面或地板的接近度。步骤107可以包括处理单元8控制跌倒检测系统2,使得向(一个或多个)接近度传感器14供电,从而激活换能器视情况发出光或声音,或者步骤107可以包括处理单元8直接控制(一个或多个)接近度传感器14以激活它们的换能器。由(一个或多个)接近度传感器14测量的(一个或多个)距离或(一个或多个)接近度量度(如果是由(一个或多个)接近度传感器14确定的)被输出到处理单元8。
[0092]如上文所指出的,利用在步骤103中对移动传感器测量结果的实时或接近实时的处理,可以在实际跌倒仍在进行中的同时检测到可能的跌倒,这能够引起(一个或多个)接近度传感器14在撞击发生之前被激活/通电。
[0093]在一些实施例中,尤其是在跌倒检测算法基于状态机概念时,步骤105中对可能的跌倒的检测有可能基于在步骤107中决定激活接近度传感器14之前对多个跌倒特征的分阶段检测。
[0094]在一些实施例(未在图4中示出)中,在步骤105中对可能的跌倒的检测之后,能够由跌倒检测系统2发出警报,以便开始使用户1得到帮助的处理。
[0095]在步骤109中,处理单元8(或者在备选实施例中为基站中的处理单元)处理来自(一个或多个)接近度传感器14的测量结果,以确定用户1是否已经跌倒。
[0096]在一些实施例中,在步骤105中对可能的跌倒的检测之后,步骤109能够包括简单地确定跌倒检测系统2是否接近地面或地板,并在此基础上接受或驳回可能的跌倒(S卩,如果系统2接近地面或地板(例如,距离<d)则可能的跌倒得到证实,并且如果系统2不接近地面或地板(例如,距离>d)则驳回可能的跌倒)。
[0097]在其他实施例中,在步骤105中对可能的跌倒的检测之后,步骤109能够包括将所测量的接近度和先前计算的触发特征输入到归类器中,以确定跌倒是否已经发生。在又另外的实施例中,步骤109能够包括状态机处理的继续,在其中根据移动传感器测量结果来计算一个或多个另外的特征,并且然后在将该特征输入到归类器之后检测到跌倒。在又另一实施例中,当跌倒检测算法不是基于状态机概念时,步骤109能够包括根据移动传感器测量结果来确定一个或多个另外的跌倒特征,并且与接近度测量结果一起处理那些跌倒特征,以确定用户1是否已经跌倒。
[0098]在一些实施例中,尤其是在根据移动传感器测量结果计算出高度改变时,能够计算跌倒检测系统2到地面或地板的接近度的改变(如果接近度传感器14在进行中的跌倒期间足够早地被激活),并将所述改变与所计算的高度改变进行比较,并且该比较的结果能够被输入到跌倒检测算法。
[0099]由于本领域技术人员将意识到能够用于根据移动传感器测量结果来确定用户是否已经遭受跌倒的各种算法和技术,因此在本文中将不详细描述在步骤109的实施例中由处理单元8执行的分析。如上文所指出的,在一些算法中,从测量结果导出的特征值的集合被提供到归类器,所述归类器已经被优化为基于特征值在跌倒与非跌倒之间进行判断。接近度测量结果能够被输入到该归类器中作为额外的特征值,并且用于影响或导出跌倒已经发生的可能性值。如下文参考图7和图8所讨论的,使用接近度传感器14导出的、能够被输入到阈值序列(状态机)或归类器的另一或备选特征为(已经测量了到其的距离的)目标的范围或“延伸”。该范围或延伸指示(已经测量了到其的距
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