[发明专利]摔倒检测定位系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种行为分析与识别方法，状态监控与报警、检测与定位系统，尤其涉及一种摔倒检测定位系统及方法。

背景技术

21世纪是人口老龄化的时代，目前，世界上所有发达国家都已经进入老龄社会，许多发展中国家正在或即将进入老龄社会。中国是世界上老年人口最多的国家，据数据显示，2004年底，中国60岁及以上老年人口为1.43亿，2014年将达到2亿，2026年将达到3亿，意外摔倒是65岁以上人群主要的健康威胁以及死亡原因，在因摔倒而需要医疗护理的人群中，65岁及以上的占到超过30%，而因摔倒致死的人群中，40%是80岁以上的老者。在超过85岁的人群中，2/3的意外摔倒直接导致死亡。据报告显示，在老年之家和养老院中，66%的居民每年至少会有一次意外摔倒，而这并不包括未报告的情况，因此，这个数字还是可能被低估的。老年人摔倒发生率高、后果严重,已经成为一个严重的医疗问题和社会问题，通过科学的手段有效预测老年人摔倒,从而减小老年人因摔倒带来的伤害已成为全球新的研究热点。

目前，对于人体摔倒检测，从硬件上一般分为基于视觉和基于穿戴式传感器两种，其中，采用视觉进行人体摔倒检测会严重受到外界环境影响，比如光照条件、背景、遮挡大小和摄像机质量等，另外，由于摄像机监测区域有限，被监测的老年人或者病人的活动范围会受到限制，在利用穿戴式传感器检测人体摔倒的研究中，一种是采用加速度计检测人体活动的加速度，通过设定阈值判断是否摔倒，这种方法很难区分摔倒与人们日常的剧烈活动，如跳、上下楼等。专利200720125141.1，200910145045.7都是采用一个三轴加速度计测得人体加速度，同时计算出了倾斜角度，前者通过设定加速度和角度阈值判断是否发生摔倒，难以区分快速行走和上下楼梯等剧烈动作，而后者则是判断人在摔倒过程受到冲击前后一段时间的角度关系判断是否发生摔倒，该方法要求人体摔倒过程出现明显冲击，难以识别老年人突然晕倒或者小幅度摔倒，而且，其角度是通过加速度计算得到，显然，当人体剧烈活动或者震动干扰时计算的倾斜角度会出现严重偏差，识别率会严重下降；另一种是通过穿戴式角度传感器检测人体躯干角度，设定角度阈值和时间阈值判断是否摔倒，该方法难以区分弯腰、平躺等正常行为动作。例如，专利200620075599.6，200620003000.8通过传感器检测人体的倾斜程度来判断是否发生摔倒，很难区分弯腰、平躺等动作，另外，由于摔倒事件随机性强、形式多样，因此，这种阈值判断的方法误判率较高，而且很不稳定。

发明内容

本发明的目的就是为了解决上述问题，提供一种摔倒检测定位系统及方法，它根据人体摔倒特征建立神经网络模型，利用惯性导航模块提供的人体姿态角度和融合加速度作为神经网络输入信号，通过反向传播、滑动窗口和机器学习算法可以稳定输出准确的摔倒信息，它具有准确检测被测人员的摔倒状况，并且对其实时跟踪定位，系统具有方便实用，准确率高，稳定性强的优点。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种摔倒检测定位系统，它包括摔倒检测定位装置，所述摔倒检测定位装置包括惯性导航模块、GPS模块、主控制器和Sim-300模块，所述惯性导航模块由三轴陀螺仪、三轴磁力计和三轴加速度计组成，所述GPS模块、惯性导航模块分别与主控制器连接，主控制器和Sim-300模块连接，所述摔倒检测定位装置通过GSM/GPRS与绑定被测人员的亲属手机、监护站连接。

利用上述摔倒检测定位系统的工作过程为：