智能跌倒监护装置及其处理方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及智能化的安全产品，尤其设及一种智能跌倒监护装置及其处理方法。
【背景技术】
[0002] 随着时代的发展，现代人的生活标准不断提高，人们也越来越重视健康问题。同 时，我国正在进入到老龄化社会，孤寡老人变为一个不可忽视的大群体，更多的年轻人由于 工作或其他原因不能陪伴老人，导致老人无人看护，出现老人发生跌倒后无人帮忙从而造 成更大身屯、伤害。所W，通过智能穿戴设备来帮助老人在出现跌倒意外后及时通知到监护 人或者及时报警到相关医护人员，使得老人能够在最短的时间得到帮助，非常必要。
[0003] 目前关于跌倒方面的检测技术，通用的方法是通过加速度传感器来检测在跌倒的 过程中身体碰撞到地面时的剧烈变化的信号W及跌倒后一段时间内无法动弹的一段相对 静止信号，来判断老人是否跌倒，从而报警，运为老人的跌倒监护提供了便利。然而，基于加 速度和角度检测实现的跌倒检测装置，没有充分考虑到人体运动行为特点等因素，无法区 分跑跳、弯腰等动作，使得误判率较高。并且，目前的跌倒检测装置并没有解决装置人为或 意外脱离身体时导致误报的问题。
【发明内容】
[0004] 根据本发明的一个方面，提供了一种智能跌倒监护装置，包括：警报模块、信号采 集模块和信号处理模块，其中， 阳〇化]所述信号采集模块包括=轴加速度传感器、气压传感器和压力传感器，用于采集 人体姿态实时数据、气压高度数据和压力数据；
[0006] 所述信号处理模块包括跌倒检测单元，所述跌倒检测单元设置为根据所述采集的 人体姿态实时数据、气压高度数据和压力数据进行分析处理，W判断人体跌倒状态，当判断 人体发生跌倒时输出第一信号至警报模块；
[0007] 所述警报模块根据所述第一信号生成并输出警报信息。
[0008] 本发明的监护装置通过采集=轴加速度、高度和压力数据进行跌倒检测，综合考 虑人体的行为特征和其它环境特征，跌倒检测的正确率更高。
[0009] 在一些实施方式中，所述信号采集模块还用于采集装置佩戴信息，所述信号处理 模块还可包括装置佩戴检测单元，所述装置佩戴检测单元设置为根据装置佩戴信息进行分 析处理，输出佩戴状态标识；所述跌倒检测单元根据所述输出的佩戴状态标识，检测人体跌 倒状态和向所述警报模块输出第一信号；其中，所述装置佩戴信息包括=轴加速度信号、佩 戴部位压力信号、溫度信号和人体生物电信号的其中之一或者两者W上的组合。由此，可W 检测出装置的佩戴方向和/或佩戴位置是否正确，在装置佩戴正确时才进行跌倒检测，实 现避免佩戴不正确导致的误报的不良，进一步提高跌倒检测的准确率。
[0010] 在一些实施方式中，所述信号采集模块还包括溫度传感器和/或人体生物电传感 器，所述装置佩戴检测单元根据所述=轴加速度传感器采集的加速度信号、所述压力传感 器采集的压力信号、所述溫度传感器采集的溫度信号和所述人体生物电传感器采集的人体 生物电信号的其中之一或两者W上的组合，进行分析处理，输出佩戴状态标识。由此，可W 进一步检测装置有无佩戴的情况，实现避免装置没有佩戴情况下导致误报的不良，提高装 置佩戴和跌倒检测的准确率。
[0011] 在一些实施方式中，所述装置还包括定位模块和无线通讯模块，所述定位模块采 集所述监护装置的位置信息，所述警报模块通过无线通讯模块发送含有位置信息的警报信 息至远程终端。由此，可W在发生跌倒危险时，及时通知监护人，并把位置信息提供给监护 人，W获得有效的及时的帮助。
[0012] 在一些实施方式中，所述信号处理模块还包括跌倒后状态检测单元，设置为根据 所述信号采集模块采集的数据，检测跌倒后的人体状态。当判断人体解除跌倒状态时，向所 述警报模块发送第二信号，所述警报模块根据所述第二信号，通过无线通讯模块发送脱离 跌倒的信息至远程终端。由此，可W进一步检测用户跌倒后的处理情况，W便在用户脱离跌 倒状态后及时通知监护人，为监护人带来了方便，有效提升了用户体验。并且，及时解除警 报，可W减少在警报中装置的消耗，降低装置的功耗。
[0013] 在一些实施方式中，所述警报模块包括根据第一信号启动扬声器进行求救语音播 报和根据第二信号停止播放扬声器求救信号。由此，可W实现在向监护人通知求救的同时， 向周围人发出求救，W使使用者及时得到救助，脱离险境，增加安全保障。
[0014] 在一些实施方式中，该装置还包括人机交互模块，设置为通过触摸屏、按钮或语音 接收用户输入，根据用户输入录入用户基本信息或启动所述警报模块进行求救或解除求救 的处理。由此，用户可W通过触摸屏录入用户信息，W方便装置根据用户信息进行分析处 理，也能够实现在装置发生检测误报时，用户通过按钮进行求救或解除误报求救，能够有效 改善用户体验，快捷方便。
[0015] 根据本发明的另一个方面，还提供了一种智能跌倒监护装置的处理方法，该监护 装置包括警报模块、信号采集模块和信号处理模块，所述处理方法包括：
[0016] 信号采集模块实时采集用户行为信息数据，输出至信号处理模块，所述用户行为 信息数据包括=轴加速度数据、气压高度数据和压力数据；
[0017] 信号处理模块根据所述用户行为信息数据进行分析处理，判断人体跌倒状态，当 判断人体发生跌倒时，输出第一信号至警报模块；
[0018] 警报模块根据所述第一信号生成并输出警报信息。
[0019] 本发明的方法通过采集=轴加速度、高度和压力数据进行跌倒检测，综合考虑人 体的行为特征和其它环境特征，跌倒检测的正确率更高。
[0020] 在一些实施方式中，所述信息处理模块根据所述用户行为信息数据进行分析处 理，判断人体跌倒状态包括：
[0021] 曰、存储一定时间间隔内=轴加速度传感器采集的加速度数据、气压传感器采集的 气压高度数据和压力传感器采集的压力数据；
[0022] b、根据存储的加速度数据判断所述一定时间间隔内是否出现巨变的数据，根据巨 变数据的时间点，计算巨变之前的一段时间内和巨变之后的一段时间内的人体躯干方向的 加速度均值AY_1和AY_2、巨变之后的一段时间内的S轴加速度变化之和ACC_SUM、巨变前 后的人体气压高度差肥-H1、及巨变前后身体一侧与另一侧的压力差之和E|Pil-Pi2| ; W23]c、设定阀值T册、TH4、T册，判断是否满足条件肥-HDT册、ACC_SUM<TH4及EIPil-Pi2I〉T册，且AY_1接近于重力加速度g，AY_2接近于0,如果满足，则判断人体发生 跌倒。
[0024] 由此，通过=轴加速度判断人体的跌倒和平躺的姿态变化，通过高度数据判断装 置离地面的高度变化，通过压力数据判断佩戴部位一周的受压力度变化，能够结合用户姿 态和行为特征，更加准确地检测出人体是否发生跌倒。 阳0巧]在一些实施方式中，所述步骤b包括：
[00%] 根据所述存储的一定时间间隔内的=轴加速度数据，对每次采集的=轴加速度数 据，计算其S轴加速度幅值ACC，判断ACC是否大于设定的阀值TH1，当大于设定阀值时，判 断此次数据采集的时间点即是出现数据巨变的时间点；
[0027] 根据所述存储的=轴加速度数据，计算巨变前后时间段内的加速度数据变化量 ACC_CHG，判断所述加速度数据变化量ACC_CHG是否大于设定阀值，如果大于设定阀值，贝U判断巨变前后时间段即是发生跌倒的瞬间；
[002引根据所述存储的S轴加速度数据，计算巨变前的一段时间内的人体躯干方向的加 速度数据均值AY_1、巨变后的一段时间内的人体躯干方向的加速度均值AY_2、巨变后的一 段时间内的S轴加速度变化之和ACC_SUM、巨变前后的人体气压高度值H2-H1及巨变前后 佩戴装置部位的身体一侧与另一侧压力差之和E|Pil-Pi2|。
[0029] 由此，可W根据数据的剧烈波动，判断人体发生跌倒的时间，获取跌倒前后的数据 进行比较，W确定人体是否发生跌倒。
[0030] 在一些实施方式中，所述方法还可包括：信号采集模块实时采集装置佩戴信息数 据输出至信号处理模块，所述信号处理模块根据装置佩戴信息数据进行分析处理，判断装 置佩戴状态，输出装置佩戴状态标识；信号处理模块读取所述佩戴状态标识进行判断，当佩 戴状态标识为正确佩戴时，进行人体跌倒检测，并输出第一信号至警报模块。由此，在检测 到装置正确佩戴时，才进行人体跌倒检测，可W避免因装置没有佩戴或佩戴不正确或滑落 时产生误报的问题，进一步提高检测的准确率。而且，只有在装置佩戴正确时，才进行用户 行为信息数据的采集和人体跌倒的检测，能够减少不必要的数据处理操作，提高效率，节省 功耗。
[0031] 在一些实施方式中，所述信号采集模块还包括溫度传感器和/或人体生物电传感 器，所述装置佩戴信息数据包括溫度数据、人体生物电信号、佩戴部位压力数据和=轴加速 度数据的其中之一或者两者W上的组合。
[0032] 在一些实施方式中，所述信号处理模块根据所述装置佩戴信息数据进行W下A至 D分析处理的其中之一或两者W上的组合，W生成并输出装置佩戴状态标识：
[0033] A、读取溫度传感器的贴近人体一侧的溫度信号Tl及设备暴露于空气中一侧的溫 度信号T2,在判断Tl和T2的溫度差大于设定阀值时，设置佩戴状态标识为正确佩戴，否则 设置佩戴状态标识为佩戴有误；
[0034] B、读取人体生物电传感器输出的人体生物电信号，在判断人体生物电信号为高电 平时，设置佩戴状态标识为正确佩戴，否则设置佩戴状态标识为佩戴有误；
[0035] C、根据录入信息获取用户腰围值以根据矩阵式分布的压力传感器间距D计算产 生压力的传感器的个数N=L/D，读取N个压力传感器的压力信号P1'''PN，在判断N个压力 传感器的压力信号都等于设定阀值时，设置佩戴状态标识为正确佩戴，否则设置佩戴状态 标识为佩戴有误；
[0036] D、读取=轴加速度传感器的=个轴方向上的加速度值，在判断代表人体躯干方向 的加速度值为g且其他两个加速度值为0时，设置佩戴状态标识为正确佩戴，否则设置佩戴 状态标识为佩戴有误；
[0037] 其中，在进行两者W上的组合分析处理时，任一方式下判断为佩戴有误时，即设置 为佩戴有误标识。
[0038] 由此，可W实现通过溫度和/或人体生物电信号判断人体是否佩戴了装置，通过 压力和加速度判断人体佩戴装置的位置和方向是否正确，从而实现对装置是否佩戴和佩戴 是否正确的检测，避免因装置问题而误报。
[0039] 在一些实施方式中，所述装置还包括定位模块和无线通讯模块，所述方法还包括： 所述定位模块采集所述监护装置的位置信息，所述警报模块通过无线通讯模块发送警报信 息至远程终端，所述警报信息包括从所述定位模块获取的位置信息和求救内容。由此，可W 及时将位置信息和跌倒求救内容发送至监护人，W得到及时有效的救助。
[0040] 在一些实施方式中，该方法还可包括：
[0041] 当人体处于跌倒状态时，所述信号采集模块持续采集=轴加速度数据、气压高