[發(fā)明專利]基于多普勒探測器與傳感器聯(lián)合的跌倒檢測系統(tǒng)和方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610040326.6
• 申請日: 2016-01-21
• 公開（公告）號: CN105708470B
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉治;王承祥;宋佳花;楊明;舒明雷
• 申請（專利權(quán)）人: 山東大學(xué);山東省計算中心(國家超級計算濟南中心)
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/08;A61B5/024
• 代理公司: 濟南圣達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 37221
• 代理人: 張勇

本發(fā)明公開了一種基于多普勒探測器與傳感器聯(lián)合的跌倒檢測系統(tǒng)和方法，包括：傳感器檢測裝置、多普勒探測裝置和遠(yuǎn)端服務(wù)器；傳感器檢測裝置與多普勒探測裝置通信，多普勒探測裝置與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信；傳感器檢測裝置用于采集用戶的運動方向及在該方向上的加速度值和傾斜角度數(shù)據(jù)并傳送至多普勒探測裝置，多普勒探測裝置用于檢測用戶的生命體征數(shù)據(jù)，并判斷生命體征數(shù)據(jù)是否正常，同時，判斷接收到的用戶加速度值和傾斜角度數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定閾值；根據(jù)上述判斷結(jié)果，利用機器學(xué)習(xí)的方法確定用戶是否跌倒；本發(fā)明實現(xiàn)了生理信息的監(jiān)測及精確有效地判別跌倒檢測，降低了佩戴傳感器的硬件要求。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于家庭健康監(jiān)控技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于多普勒探測器與傳感器聯(lián)合使用的跌倒檢測系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

隨著人口老齡化，空巢老人數(shù)量逐漸居多，家庭健康安全監(jiān)護得到了廣泛地關(guān)注。其中，跌倒現(xiàn)象給老年人帶來極大的傷害，尤其是跌倒后產(chǎn)生的一系列影響(如癱瘓等)，對其整個家庭帶來負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響老年人的身心健康。因此精確而有效地跌倒檢測和實時報警，能減少醫(yī)療資源的占用，有效地預(yù)防老人跌倒，對整個家庭和社會有著深遠(yuǎn)的意義。

目前家庭安全健康監(jiān)護有基于視頻監(jiān)控的，但是視頻監(jiān)控的成本比較大，并且涉及老年人個人隱私；基于聲頻的監(jiān)測的裝置，由于生活中的噪聲比較多，干擾比較大，不利于檢測；隨著微電子的速度發(fā)展，基于可穿戴設(shè)備的研究近年來變成熱門。很多研究利用加速度計或陀螺儀，通過閾值法或是機器學(xué)習(xí)的方法進行檢測跌倒，其檢測精確度不是很高，如果使用復(fù)雜的算法對硬件的要求又比較大。此外，在家庭安全健康監(jiān)測中，用戶的生理數(shù)據(jù)采集對于日常健康監(jiān)護非常有參考價值，但我們沒有辦法從靜態(tài)的健康數(shù)據(jù)中直接地判斷老年人摔倒。

隨著生物特征識別技術(shù)的發(fā)展，非接觸式的探測技術(shù)逐漸被引入家庭健康安全監(jiān)測中，通過非接觸的方式探測由于人體呼吸心跳所引起的多普勒頻移信號，獲取生命體征信號，從而監(jiān)測用戶健康安全。

上述的各種監(jiān)測系統(tǒng)，各有利弊，例如視頻監(jiān)控涉及隱私，使用范圍不是很大；聲頻監(jiān)控干擾大，精確度低；傳統(tǒng)的傳感器監(jiān)測缺少生命體征數(shù)據(jù)。因此針對上述系統(tǒng)中的不足，需要一種既能監(jiān)測用戶日常生理特征，又能精確而高效地檢測用戶跌倒并提供實時報警的裝置。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了解決上述問題，提供一種基于多普勒探測器與傳感器聯(lián)合的跌倒檢測系統(tǒng)和方法，該系統(tǒng)及方法適合用于家庭健康安全監(jiān)控，并且能夠獲取用戶的生命體征信號，通過接觸式傳感器測量和非接觸式多普勒探測兩種方式結(jié)合，對老人的跌倒行為做出精準(zhǔn)地判斷與實時地報警。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種基于多普勒探測器和傳感器聯(lián)合的跌倒檢測系統(tǒng)，包括：傳感器檢測裝置、多普勒探測裝置和遠(yuǎn)端服務(wù)器；

所述傳感器檢測裝置與多普勒探測裝置通信，所述多普勒探測裝置與遠(yuǎn)端服務(wù)器通信；

所述傳感器檢測裝置用于采集用戶的運動方向及在該方向上的加速度值和傾斜角度數(shù)據(jù)并傳送至多普勒探測裝置，所述多普勒探測裝置用于檢測用戶的生命體征數(shù)據(jù)，并判斷生命體征數(shù)據(jù)是否正常，同時，判斷接收到的用戶加速度值和傾斜角度數(shù)據(jù)是否超過設(shè)定閾值；根據(jù)上述判斷結(jié)果，利用機器學(xué)習(xí)的方法確定用戶是否跌倒；

所述多普勒探測裝置將上述用戶的生命體征數(shù)據(jù)、用戶的運動方向及在該方向上的加速度值和傾斜角度數(shù)據(jù)以及用戶是否跌倒的數(shù)據(jù)傳送至遠(yuǎn)端服務(wù)器。

所述傳感器檢測裝置包括：三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計、第一主控單元和第一無線傳輸單元；所述第一主控單元分別與三軸加速度計、三軸陀螺儀、三軸磁力計和第一無線傳輸單元連接；所述第一主控單元通過第一無線傳輸單元接收到多普勒探測裝置發(fā)送的信號，確定傳感器檢測裝置是否開啟監(jiān)測模式；所述第一主控單元通過第一無線傳輸單元將三軸加速度計、三軸陀螺儀和三軸磁力計的數(shù)據(jù)傳送至多普勒探測裝置。