[发明专利]基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法及装置，具体的涉及一种可长时间、持续地探测人体是否发生跌倒过程的装置和方法，主要适用于对老年人的跌倒监测。

背景技术

进入21世纪，人口老龄化将愈为显露。随着经济的发展和文化的交流，人口的流动性大大加速，使得很多子女不在老人身边。因而老年人的健康及其医疗护理问题逐渐成为一个重大问题，多数老年人的健康状况无法得到及时监测。在发生意外时，如果老年人得不到即时的救助，甚至会威胁到生命安全。而跌倒是在老年人群中常有发生的。

老人的跌倒会引发很多安全问题，5％～15％的跌倒造成脑部损伤、软组织损伤、骨折和脱臼等，其中最严重的是髋部骨折。

现有的跌倒检测技术可分为三类：基于视频的跌倒检测系统，基于声学的跌倒检测系统，基于穿戴式传感器的跌倒检测系统。

基于视频的跌倒检测系统是在一定区域内安装摄像头，拍摄人体活动的画面。通过图像处理的方法，检测是否有跌倒发生；

基于声学的跌倒检测系统是通过分析跌倒时的音频信号来检测；

基于穿戴式传感器的跌倒检测系统，指将含有跌倒信号感知功能的微型装置安装在适于人体穿戴的衣物中的检测设备，如衣服、帽子、首饰等，以通过监测人体活动状况检测是否发生跌倒。

基于视频的跌倒检测系统受到区域限制；基于声学的跌倒检测系统准确率相对有待提高。现有基于穿戴式传感器的跌倒检测方式是一种最便捷、最普及的检测方式，其检测原理简单、方法研究较多且具实用性。基于穿戴式传感器的检测系统已有较多实例，例如CN2168586Y等。CN2249072Y是主要基于水银开关进行跌倒的检测；CN201127606Y等是仅利用加速度信息进行跌倒检测的方式；CN102136180A方案过于复杂，除了两个加速度计外，还需要两个陀螺仪，并且需要分组佩戴在两个部位，使用不便且提高了成本。现存的穿戴式跌倒检测方法的主要不足是系统的功耗相对而言普遍较大，难以长期持续检监测，在跌倒检测技术上主要基于加速度和角度变化信息，没有利用人体跌倒中必然发生的高度变化信息，因而检测的准确性与可靠性以及装置使用的便利性等方面都有待提高。

现阶段人体跌倒监测技术尤其是针对老年人跌倒的检测技术存在的这些主要问题，也即识别准确性不高、因电池容量有限等原因使相关装置无法进行长时间持续有效监测问题，大大降低了这类装置的实用性。因此，有必要设计一种新的人体跌倒监测方法及装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法及装置，该基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法及装置监测准确度高。

发明的技术解决方案如下：

一种基于加速度和高度信息的人体跌倒监测方法，由被监测的人体佩戴加速度计、高度计和单片机，单片机分别通过加速度计和高度计检测人体的加速度变化和高度变化信息，当检测到加速度值超过加速度阈值且高度变化值超过高度变化阈值时，则判断佩戴者发生了跌倒，并通过通信模块发出报警。

还通过佩戴方式的检测进一步增强检测准确性；佩戴方式的检测通过以下方法实现：

在一个佩戴扣上固定有一块磁铁，集成有高度计、加速度计、干簧管和单片机的监测模块插装在佩戴扣上时（此时为定点佩戴方式），干簧管受所述磁铁的磁作用而导通【常开型的干簧管在有磁场作用时导通】，否则，当所述的监测模块未插装在佩戴扣上时（这种情况为随意佩戴方式），干簧管的状态为断开，单片机检测与干簧管串联的下拉电阻处的电平高低即可判断所述的监测模块是否为定点佩戴方式。

为了能够及时探测人体运动异常信息并节省电能，所述的加速度计采用具有运动触发唤醒功能的集成三轴加速度计ADXL362，并且该加速度计在常态下处于可感知运动的低功耗工作模式，以持续监测加速度变化；单片机设置在唤醒工作模式：即当加速度计感知到运动强度超过设定值时输出信号触发单片机才进入工作状态，否则处于休眠状态；高度计在常态下处于断电模式，在单片机被唤醒后，由单片机的输出端口给高度计供电，使高度计进入工作模式，与加速度计配合，同时采集加速度和高度变化数据。