[发明专利]一种可穿戴人体碰撞预警防护装置及其预警防护方法

说明书

技术领域

本发明涉及碰撞预警防护技术领域，尤其是一种可穿戴人体碰撞预警防护装置及其预警防护方法。

背景技术

运动检测是关于人体本身的数据检测,目前研究主要集中在，运动员数据测量、摔倒检测等，主要手段是通过视频或者惯性测量单元实现应用监控系统。快速有效地获得人体运动信息，可使特殊人群得到必要的救助，然而，面向行人的人体碰撞检测预警和防护还是一块空白，儿童和特殊人群的行路安全是安全生产、保障社会和谐的必要环节，避免行人碰撞，具有重要的经济和社会效应。

随着传感器技术的发展应用，从最初的单一通道的传感器到现代的多通道光、电、声等传感器，相应获得的数据量也相应增长。然而，任何一种信息获取技术，都有其精度和测量局限，且信号不可避免的受环境干扰，对来自同一场景的多种传感器，由于其传感器的类型和测量原理不同，场景自身变化以及各种干扰的存在，所获取的信息在不同程度上存在失真或失灵。

发明内容

本发明的首要目的在于提供一种包含两级防护执行动作、体积小、便于携带，可穿戴在身上的可穿戴人体碰撞预警防护装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种可穿戴人体碰撞预警防护装置，包括腰带本体，腰带本体的中间位置处间隔布置多个气囊，腰带本体上位于气囊的上、下方安装多元传感器组、微硅加速度计和陀螺仪、报警单元，多元传感器组、微硅加速度计和陀螺仪的输出端与通过单元控制器与主控制器的输入端相连，主控制器的输出端通过单元控制器与分别与气囊、报警单元的输入端相连。

所述多元传感器组由超声传感器、空气压力传感器和红外传感器组成，所述单元控制器由测距单元、接近判断单元、失稳判断单元和执行单元组成，所述腰带本体上位于气囊的上方或下方安装无线信息发送单元；超声传感器的输出端与测距单元的输入端相连，红外传感器的输出端与接近判断单元的输入端相连，空气压力传感器的输出端分别与测距单元、接近判断单元的输入端相连，微硅加速度计和陀螺仪的输出端与失稳判断单元的输入端相连，所述执行单元的输出端分别与气囊、报警单元、无线信息发送单元的输入端相连。

所述报警单元采用扬声器。

所述气囊的个数为四至六个，各个气囊位于同一条中心线上。

所述测距单元、接近判断单元、失稳判断单元的输出端均与主控制器的输入端相连，主控制器的输出端与执行单元的输入端相连。

本发明的另一目的在于提供一种可穿戴人体碰撞预警防护装置的预警防护方法，该方法包括下列顺序的步骤：

（1）上电初始化；

（2）主控制器对多元传感器组、微硅加速度计和陀螺仪输出的信息进行采集，默认处于正常运行状态；

（3）主控制器对传感器采集到的数据序列提取特征量，并依据支持向量机SVM判断是否即将出现碰撞情况,若判断结果为是，则启动报警单元进行报警，继续采集信息；否则，返回步骤（2）；

（4）在报警单元报警后，主控制器判断是否已经出现明显的碰撞状态，若判断结果为是，则打开气囊，并启动无线信息发送单元进行无线传输；若判断结果为否，则判断是否为虚警。

在对虚警进行判断时，若判断结果为是，则默认处于正常运行状态，否则，判断是否即将出现碰撞情况。

判断是否即将出现碰撞情况的判断方法具体为：

（1）提取多元传感器组的各个传感器特征，包括时域特征、频域特征和时间趋势特征

a，时域特征的提取

时域特征是根据各类传感器输出波形得到的时域统计特性，采用以下指标：

绝对均值：|x-|=1NΣi=1N|xi|]]>