[發(fā)明專利]智能光纖地墊系統(tǒng)及其摔倒檢測(cè)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201510998568.1
• 申請(qǐng)日: 2015-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN105361890A
• 公開（公告）日: 2016-03-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王國(guó)利;羅文強(qiáng);秦樂(lè);郭雪梅
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 廣東順德中山大學(xué)卡內(nèi)基梅隆大學(xué)國(guó)際聯(lián)合研究院;中山大學(xué)
• 主分類號(hào): A61B5/11
• 分類號(hào): A61B5/11;A47G27/02;G01L1/24;G05B15/02
• 代理公司: 廣州華進(jìn)聯(lián)合專利商標(biāo)代理有限公司 44224
• 代理人: 李巍

1.一種智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，包括檢測(cè)單元和外圍硬件電路單元；

所述檢測(cè)單元包括光纖傳感器；所述光纖傳感器包括光纖傳感接收器、光纖傳感發(fā)射器和光纖跳線；所述光纖跳線以預(yù)設(shè)的布線方式鋪設(shè)在地墊中；所述預(yù)設(shè)的布線方式為根據(jù)所述地墊的預(yù)設(shè)感知區(qū)域的大小，將所述光纖跳線以蛇形走線的方式布置成為網(wǎng)格狀；所述外圍硬件電路單元包括發(fā)送端外圍電路模塊和接收端外圍電路模塊；所述發(fā)送端外圍電路模塊與所述光纖傳感發(fā)射器相連接；所述接收端外圍電路模塊與所述光纖傳感接收器相連接；

所述光纖傳感發(fā)射器在所述發(fā)送端外圍電路模塊的控制下向所述光纖跳線發(fā)送光信號(hào)；

所述光纖傳感接收器接收所述光纖跳線在發(fā)生形變時(shí)基于所述光信號(hào)輸出的壓力變化數(shù)據(jù)，并將所述壓力變化數(shù)據(jù)發(fā)送給所述接收端外圍電路模塊；

所述接收端外圍電路模塊對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，并分別輸出波形數(shù)據(jù)和信號(hào)數(shù)據(jù)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，還包括與所述接收端外圍電路模塊相連接的處理單元；

所述接收端外圍電路模塊將所述波形數(shù)據(jù)和所述信號(hào)數(shù)據(jù)發(fā)送給所述處理單元；

所述處理單元對(duì)所述波形數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取與識(shí)別，并根據(jù)所述特征提取與識(shí)別的結(jié)果和所述信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)人體的摔倒動(dòng)作進(jìn)行判別。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖傳感器為物理型光纖傳感器；所述光纖傳感器的數(shù)量為一個(gè)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，所述發(fā)送端外圍電路模塊與所述光纖傳感發(fā)射器通過(guò)調(diào)節(jié)電阻相連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，所述接收端外圍電路模塊包括差分濾波電路模塊以及分別連接所述差分濾波電路模塊的第一信號(hào)處理模塊和第二信號(hào)處理模塊；所述第一信號(hào)處理模塊包括依次連接的第一電容以及第一信號(hào)放大電路；所述第二信號(hào)處理模塊包括第二信號(hào)放大電路；

所述差分濾波電路模塊對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行差分濾波，輸出差分濾波數(shù)據(jù)；

所述第一信號(hào)處理模塊通過(guò)所述第一電容和所述第一信號(hào)放大電路對(duì)所述差分濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大，輸出所述波形數(shù)據(jù)；

所述第二信號(hào)處理模塊通過(guò)所述第二信號(hào)放大電路對(duì)所述差分濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大，輸出所述信號(hào)數(shù)據(jù)。

6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，所述光纖跳線以預(yù)設(shè)的布線方式鋪設(shè)在地墊中形成的網(wǎng)格的大小為2.5*2.5cm²。

7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的智能光纖地墊系統(tǒng)，其特征在于，所述波形數(shù)據(jù)為電壓波形數(shù)據(jù)。

8.一種用于權(quán)利要求1所述的智能光纖地墊系統(tǒng)的摔倒檢測(cè)方法，其特征在于，包括步驟：

接收所述光纖跳線在發(fā)生形變時(shí)基于光信號(hào)輸出的壓力變化數(shù)據(jù)；

對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別輸出波形數(shù)據(jù)和信號(hào)數(shù)據(jù)；

對(duì)所述波形數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取與識(shí)別，并根據(jù)所述特征提取與識(shí)別的結(jié)果和所述信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)人體的摔倒動(dòng)作進(jìn)行判別。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摔倒檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，分別輸出波形數(shù)據(jù)和信號(hào)數(shù)據(jù)的步驟具體包括：

對(duì)所述壓力變化數(shù)據(jù)進(jìn)行差分濾波處理，輸出差分濾波數(shù)據(jù)；

對(duì)所述差分濾波數(shù)據(jù)進(jìn)行信號(hào)放大處理，分別輸出所述波形數(shù)據(jù)和所述信號(hào)數(shù)據(jù)。

10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的摔倒檢測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述波形數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取與識(shí)別，并根據(jù)所述特征提取與識(shí)別的結(jié)果和所述信號(hào)數(shù)據(jù)對(duì)人體的摔倒動(dòng)作進(jìn)行判別的步驟具體包括：

通過(guò)尖峰檢測(cè)提取所述波形數(shù)據(jù)中尖峰的幅值和能量特征；

通過(guò)支持向量機(jī)算法，根據(jù)采集得到的預(yù)設(shè)數(shù)量的摔倒和非摔倒動(dòng)作數(shù)據(jù)樣本以及所述波形數(shù)據(jù)中尖峰的幅值和能量特征對(duì)所述波形數(shù)據(jù)進(jìn)行識(shí)別；

根據(jù)所述信號(hào)數(shù)據(jù)和所述識(shí)別的結(jié)果對(duì)人體的摔倒動(dòng)作進(jìn)行判別。