一种跌倒检测方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及传感技术领域，尤其涉及一种跌倒检测方法。
【背景技术】
[0002]摔倒作为人体活动的一部分，是影响人体健康的一大因素，尤其对病人和老年人而言，摔倒检测至关重要。研究表明，在我国65岁以上的老年人中，有相当一部分人曾经摔倒过，且摔倒的发生率随着年龄的增长而升高，因而及时地救助摔倒的老年人将大大降低伤残率和死亡率；目前还无法可以实现人体的摔倒检测。
【发明内容】
[0003]本发明要解决的技术问题是，提供一种活动人员安全异常的跌倒检测方法。
[0004]为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案:
[0005]—种跌倒检测方法，包括如下步骤:
[0006]步骤S1、通过三轴加速度传感器实时检测人体活动状态信息，获取三轴加速度数据；
[0007]步骤S2、基于三轴加速度传感器得到加速度数据计算幅度向量值SVM;
[0008]步骤S3、根据所述SVM值与预先设置的阀值比较，判断出当前活动在上述某一个状态，根据状态的变化从而检测是否有跌倒的现象。
[0009]作为优选，根据每次从三轴加速度传感器获取X、Y、Z三个方向的分量值;然后根据前后两次的采用取值计算差值;再次计算每次三个分量差值的平方值，即SVM值，计算公式模型为:
[0010]SVM= (Xn-Xn-1 )2+( Yn-Yn-1) 2+ (Zn'Zn-l )2
[0011]其中4?表示当前获取的三轴加速度的X分量值，Xh表示上一次获取的三轴加速度的X分量值;Yn表示当前获取的三轴加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次获取的三轴加速度的Y分量值;Zn表示当前获取的三轴加速度的Z分量值，Zh表示上一次获取的三轴加速度的Z分量值。
[0012]作为优选，步骤S3中判断过程如下:
[0013]判断当前SVM值是否超过第一阈值，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加;如果SVM值超过所述第一阈值的次数是否超过预设次数，则将当前状态更新为跌倒下落状态；
[0014]判断当前SVM值是否超过所述第一阈值，如果是，则判断SVM值超过所述第一阈值的次数是否小于SVM值超过所述第一阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加，判断SVM值超过第一阈值的次数是否超过跌倒下落状态阈值次数，如果是，则将当前状态更新为跌倒撞击状态；
[0015]判断当前SVM值是否超过第二阈值，如果是，则判断S VM值超过第二阈值的次数是否小于SVM值超过所述第二阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过跌倒撞击阈值次数，如果是，判断当前最大采样SVM值是否超过当前SVM值，如果是，则将当前状态更新为跌倒静止状态；
[0016]判断当前SVM值是否低于第二阈值，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过倒地静止阈值次数，如果是，则将当前状态更新为准备报警状态。
[0017]其中，所述第一阈值为跌倒下落状态SVM阀值，第二阈值为跌倒撞击状态SVM阈值。
[0018]基于三轴加速度传感器采集的人体活动加速度信号，提出了一种基于固定阈值的信号幅度向量滑动平均法。该方法根据人体活动时的加速度信号特征，利用预先设定的阈值对加速度信号幅度向量SVM值进行判决，同时使用多次抽样及状态变化趋势来区分快速跑步等剧烈运动，准确实现了人体的摔倒检测。
【附图说明】
[0019]图1为本发明跌倒检测方法的流程图；
[0020]图2为采用本发明检测方法的测试结果。
【具体实施方式】
[0021]下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。
[0022]如图1所示，本发明实施例提供一种跌倒检测方法，包括以下步骤:
[0023]步骤S1、通过三轴加速度传感器实时检测人体活动状态信息，获取三轴加速度数据。
[0024]步骤S2、基于三轴加速度传感器得到加速度数据计算幅度向量值SVM。
[0025]根据每次从三轴加速度传感器获取X、Y、Z三个方向的分量值，然后根据前后两次的采用取值计算差值;再次计算每次三个分量差值的平方值，即SVM值，计算公式模型为:
[0026]SVM = (Xn-Xn-1 )2+( Yn-Yn-1) 2+ (Zn'Zn-l )2
[0027]其中4?表示当前获取的三轴加速度的X分量值，Xw表示上一次获取的三轴加速度的X分量值;Yn表示当前获取的三轴加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次获取的三轴加速度的Y分量值;Zn表示当前获取的三轴加速度的Z分量值，Zh表示上一次获取的三轴加速度的Z分量值。
[0028]步骤S3、根据所述SVM值与预先设置的阀值比较，判断出当前活动在上述某一个状态，根据状态的变化从而检测是否有跌倒的现象。
[0029]判断过程如下:
[0030 ]判断当前SVM值是否超过第一阈值，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加;如果SVM值超过所述第一阈值的次数是否超过预设次数，则将当前状态更新为跌倒下落状态，其中，预设次数为三次；
[0031]判断当前SVM值是否超过所述第一阈值，如果是，则判断SVM值超过所述第一阈值的次数是否小于SVM值超过所述第一阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加，判断SVM值超过第一阈值的次数是否超过跌倒下落状态阈值次数，如果是，则将当前状态更新为跌倒撞击状态；
[0032]判断当前SVM值是否超过第二阈值，如果是，则判断S VM值超过第二阈值的次数是否小于SVM值超过所述第二阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过跌倒撞击阈值次数，如果是，判断当前最大采样SVM值是否超过当前SVM值，如果是，则将当前状态更新为跌倒静止状态;其中，当前最大采样SVM值即每次采样值计算出的SVM值中最大值。
[0033]判断当前SVM值是否低于第二阈值，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过倒地静止阈值次数，如果是，则将当前状态更新为准备报警状态。
[0034]其中，所述第一阈值为跌倒下落状态SVM阀值，第二阈值为跌倒撞击状态SVM阈值。
[0035]综上所述，本发明的方法基于三轴加速度传感器采集的三轴加速度数据，通过数学分析计算得出数据的变化特征，从而判断老年人的跌倒或其他运动状态。
[0036]采用本发明的检测方法，可基于三轴加速度传感器做成一个紧急按钮穿戴设备佩戴在老人的腰间，测试结果如图2所示，可以看出，所有的跑步活动都未被划分为摔倒，即在区分跑步尤其是快速跑步和摔倒的情况下，实现了 100%准确性。在摔倒检测中，实现了94.4%的准确度。
[0037]本发明基于三轴加速度传感器所编写和优化，主要采用CC2541单片机和ADXL362三轴加速度传感器模块及相关的按钮和开关，做成一个微型紧急按钮的穿戴设备佩戴在老人的腰间进行实时检测和报警。
[0038]最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
【主权项】
1.一种跌倒检测方法，其特征在于，包括如下步骤: 步骤S1、通过三轴加速度传感器实时检测人体活动状态信息，获取三轴加速度数据； 步骤S2、基于三轴加速度传感器得到加速度数据计算幅度向量值SVM; 步骤S3、根据所述SVM值与预先设置的阀值比较，判断出当前活动在上述某一个状态，根据状态的变化判断当前人体是否跌倒。2.如权利要求1所述的跌倒检测方法，其特征在于，根据每次从三轴加速度传感器获取X、Y、Z三个方向的分量值，然后根据前后两次的采用取值计算差值;再次计算每次三个分量差值的平方值，即SVM值，计算公式模型为: SVM = (Xn-Xn-1) 2+ ( Yn-Yn-1 )2+(Zn'Zn-l) 2 其中411表示当前获取的三轴加速度的X分量值，Xrrf表示上一次获取的三轴加速度的X分量值;Yn表示当前获取的三轴加速度的Y分量值，Yn-1表示上一次获取的三轴加速度的Y分量值;2?表示当前获取的三轴加速度的Z分量值，Zh表示上一次获取的三轴加速度的Z分量值。3.如权利要求1所述的跌倒检测方法，其特征在于，步骤S3中判断过程如下: 判断当前SVM值是否超过第一阈值，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加;如果SVM值超过所述第一阈值的次数是否超过预设次数，则将当前状态更新为跌倒下落状态； 判断当前SVM值是否超过所述第一阈值，如果是，则判断SVM值超过所述第一阈值的次数是否小于SVM值超过所述第一阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过所述第一阈值的次数增加，判断SVM值超过第一阈值的次数是否超过跌倒下落状态阈值次数，如果是，则将当前状态更新为跌倒撞击状态； 判断当前SVM值是否超过第二阈值，如果是，则判断SVM值超过第二阈值的次数是否小于SVM值超过所述第二阈值的抽样点数量，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过跌倒撞击阈值次数，如果是，判断当前最大采样SVM值是否超过当前SVM值，如果是，则将当前状态更新为跌倒静止状态； 判断当前SVM值是否低于第二阈值，如果是，则SVM值超过第二阈值的次数增加，判断SVM值超过第二阈值的次数是否超过倒地静止阈值次数，如果是，则将当前状态更新为准备报警状态。 其中，所述第一阈值为跌倒下落状态SVM阀值，第二阈值为跌倒撞击状态SVM阈值。
【专利摘要】本发明公开了一种跌倒检测方法，包括如下步骤：步骤S1、通过三轴加速度传感器实时检测人体活动状态信息，获取三轴加速度数据；步骤S2、基于三轴加速度传感器得到加速度信号计算幅度向量值SVM；步骤S3、根据所述SVM值与预先设置的阀值比较，判断出当前活动在上述某一个状态，根据状态的变化从而检测是否有跌倒的现象。采用本发明的技术方案，可以准确实现了人体的摔倒检测。
【IPC分类】G08B21/04
【公开号】CN105551191
【申请号】CN201610058318
【发明人】邱从波, 赵升, 魏志敏
【申请人】武汉日创科技有限公司
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月28日