[發明專利]人體防跌倒預警方法及預警器

無效

• 申請號: 201310298132.2
• 申請日: 2013-07-16
• 公開（公告）號: CN103377542A
• 公開（公告）日: 2013-10-30
• 發明（設計）人: 趙國如;李慧奇;寧運琨;張其;王永奉;梁丁;張靜;王國杰;呂陽
• 申請（專利權）人: 中國科學院深圳先進技術研究院
• 主分類號: G08B21/04
• 分類號: G08B21/04
• 代理公司: 深圳市科進知識產權代理事務所(普通合伙) 44316
• 代理人: 宋鷹武

1.一種人體防跌倒預警方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S11：對被監測對象的身體姿態進行實時檢測，采集所述被監測對象的身體姿態信息，獲得檢測數據；

步驟S12：將所述檢測數據進行融合處理，獲得處理后的信號數據；

步驟S13：將所述處理后的信號數據與一設定閾值進行比較，判斷被監測對象是否有跌倒傾向，當被監測對象有跌倒傾向時，在被監測對象跌倒前進行報警；

其中，所述被監測對象的身體姿態信息包括被監測對象的三個軸向的加速度信息、三個軸向的角速度信息和三個軸向的身體傾角信息，所述檢測數據為九軸慣性傳感數據；所述九軸慣性傳感數據通過一塊集成芯片檢測獲得；被監測對象的身體姿態信息采集、檢測數據融合處理和跌倒判斷均在一塊電路板上完成。

2.根據權利要求1所述的人體防跌倒預警方法，其特征在于，所述步驟S12包括：

通過卡爾曼濾波器，將所述三個軸向的加速度信息、三個軸向的角速度信息和三個軸向的身體傾角信息融合到一起，導出姿態角信號，所述姿態角信號為處理后的信號數據。

3.根據權利要求1所述的人體防跌倒預警方法，其特征在于，所述步驟S13包括：

步驟S131：判斷所述處理后的信號數據是否大于設定閾值；

步驟S132：當所述處理后的信號數據大于設定閾值時，則判斷出所述被監測對象有跌倒傾向；

步驟S133：當被監測對象有跌倒傾向時，在被監測對象跌倒前進行報警；

其中，根據多次跌倒實驗，通過卡爾曼濾波器，將每次跌倒實驗的三個軸向的加速度信息、三個軸向的角速度信息和三個軸向的身體傾角信息融合到一起，導出姿態角信號，并根據跌倒過程中的數據波形，選取出一姿態角信號作為設定閾值。

4.一種人體防跌倒預警器，其特征在于，所述預警器采用如權利要求1-3任一項所述的方法進行跌倒預警；所述預警器包括傳感模塊、微控制器模塊和電源模塊，其中：

傳感模塊與微控制器模塊連接，傳感模塊對被監測對象的身體姿態進行實時檢測，并將檢測數據傳送給微控制器模塊；

微控制器模塊接收傳感模塊的檢測數據，對所述檢測數據進行處理和判斷，在預判出跌倒將發生、且在跌倒發生之前進行報警；

電源模塊分別與傳感模塊和微控制器模塊連接，給傳感模塊和微控制器模塊供電；

所述傳感模塊包括三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計，分別采集被監測對象的三個軸向的加速度信息、三個軸向的角速度信息和三個軸向的身體傾角信息，所述傳感模塊的檢測數據為九軸慣性傳感數據；所述三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計集成在一塊芯片上；所述傳感模塊和微控制器模塊集成在一塊電路板上。

5.根據權利要求4所述的人體防跌倒預警器，其特征在于，所述傳感模塊和微控制器模塊之間通過SPI總線或者I²C總線進行通信，傳感模塊的檢測數據通過SPI總線或者I²C總線傳送給微控制器模塊。

6.根據權利要求4所述的人體防跌倒預警器，其特征在于，所述微控制器模塊設有多個擴展接口，所述擴展接口與防跌倒康復鞋、穿戴式安全氣囊、定位模塊和通訊模塊中的一種或多種連接。

7.根據權利要求4所述的人體防跌倒預警器，其特征在于，所述預警器還包括一用于存儲傳感模塊的檢測數據的移動快閃存儲卡，通過移動快閃存儲卡可對傳感模塊的檢測數據進行離線分析。

8.根據權利要求4所述的人體防跌倒預警器，其特征在于，所述電源模塊為鋰離子電池；所述微控制器模塊還包括分別與所述鋰離子電池連接的充電單元和電源管理單元，充電單元對所述鋰離子電池充電，電源管理單元提供相互獨立的數字電壓和模擬電壓，為傳感模塊和微控制器模塊提供穩壓電源。

9.根據權利要求8所述的人體防跌倒預警器，其特征在于，所述電源模塊為聚合物鋰離子電池。