專利名稱：基于3d加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
電子信息領(lǐng)域，用于老年人跌倒檢測(cè)及報(bào)警的方法和設(shè)備
背景技術(shù)：
當(dāng)今社會(huì)人口老齡化日益嚴(yán)峻，老年人健康成為社會(huì)關(guān)注的熱點(diǎn)。每年全球由于老年人跌倒導(dǎo)致的醫(yī)療費(fèi)用支出逾10億美元。傳統(tǒng)基于加速度檢測(cè)老年人跌倒的方法，誤判率較高；而基于攝像頭檢測(cè)老年人跌倒的方法對(duì)環(huán)境有較高依賴。本發(fā)明將集成了 3D加速度和陀螺儀傳感器、藍(lán)牙芯片和微處理器嵌入到老年人穿戴的背心上，實(shí)時(shí)采集老年人活動(dòng)的3D加速度和角速度數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙將活動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)行了基于閾值的跌倒檢測(cè)軟件的智能手機(jī)；檢測(cè)到老年人跌倒?fàn)顟B(tài)后，手機(jī)后通過向指定聯(lián)系人打電話或發(fā)送含有老年人位置等信息的短信進(jìn)行報(bào)警。系統(tǒng)具有檢測(cè)精度高，方便老年人使用等特點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌到報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，是一個(gè)由嵌入在老年人背心上的人體運(yùn)動(dòng)感知模塊和智能手機(jī)共同組成的老年人跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其中人體運(yùn)動(dòng)感知模塊，集成了 3D加速度儀、陀螺儀、微處理器和藍(lán)牙芯片，其中，3D加速度儀以Z軸為縱軸，根據(jù)右手定則在人體上設(shè)立坐標(biāo)系0ΧΥΖ，測(cè)定人體運(yùn)動(dòng)過程中軀干部位沿X軸方向的側(cè)傾加速度ax，沿Y軸方向的俯仰加速度ay和沿Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度az，需通過微處理器所連接的藍(lán)牙芯片向智能手機(jī)發(fā)送，陀螺儀測(cè)定人體軀干部位繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)傾角速度ω i，繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰角速度ω2和繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自旋角速度ω3，并通過微處理器所連接的藍(lán)牙芯片向智能手機(jī)發(fā)送，智能手機(jī)，設(shè)有人體運(yùn)行的跌倒檢測(cè)軟件，依次按以下步驟進(jìn)行跌倒檢測(cè)并報(bào)警，通知使用者家屬或和護(hù)理中心，步驟(I )，初始化，設(shè)有合加速度閾值和偏轉(zhuǎn)角閾值，步驟(2)，按照設(shè)定的采樣間隔At，從藍(lán)牙芯片，接收人體運(yùn)動(dòng)時(shí)軀干部位的三維加速度3!￡，&1和32，同時(shí)接收對(duì)應(yīng)采樣時(shí)刻的軀干部位的三維角速度GJ1, (02和ω3，并存入循環(huán)隊(duì)列的緩沖區(qū)的隊(duì)尾，步驟(3)，按下式計(jì)算合加速度和合角速度
權(quán)利要求
1.基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌到報(bào)警檢測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，是一個(gè)由嵌入在老年人背心上的人體運(yùn)動(dòng)感知模塊和智能手機(jī)共同組成的老年人跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)，其中人體運(yùn)動(dòng)感知模塊，集成了 3D加速度儀、陀螺儀、微處理器和藍(lán)牙芯片，其中， 3D加速度儀以Z軸為縱軸，根據(jù)右手定則在人體上設(shè)立坐標(biāo)系OXYZ，測(cè)定人體運(yùn)動(dòng)過程中軀干部位沿X軸方向的側(cè)傾加速度ax，沿Y軸方向的俯仰加速度ay和沿Z軸方向的轉(zhuǎn)動(dòng)加速度az，需通過微處理器所連接的藍(lán)牙芯片向智能手機(jī)發(fā)送， 陀螺儀測(cè)定人體軀干部位繞X軸轉(zhuǎn)動(dòng)的側(cè)傾角速度ω i，繞Y軸轉(zhuǎn)動(dòng)的俯仰角速度ω 2和繞Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)的自旋角速度ω3，并通過微處理器所連接的藍(lán)牙芯片向智能手機(jī)發(fā)送， 智能手機(jī)，設(shè)有人體運(yùn)行的跌倒檢測(cè)軟件，依次按以下步驟進(jìn)行跌倒檢測(cè)并報(bào)警，通知使用者家屬或和護(hù)理中心， 步驟(I )，初始化，設(shè)有合加速度閾值和偏轉(zhuǎn)角閾值， 步驟(2)，按照設(shè)定的采樣間隔At，從藍(lán)牙芯片，接收人體運(yùn)動(dòng)時(shí)軀干部位的三維加速度&!￡，&1和az，同時(shí)接收對(duì)應(yīng)采樣時(shí)刻的軀干部位的三維角速度GJ1, (02和ω3，并存入循環(huán)隊(duì)列的緩沖區(qū)的隊(duì)尾， 步驟(3)，按下式計(jì)算合加速度和合角速度
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，所述的3D加速度儀采用ADXL345。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，陀螺儀采用ITG3200。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，微處理器采用的是ATmega328P-AU。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，藍(lán)牙芯片采用BC04-B。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于3D加速度儀和陀螺儀的老年人跌倒報(bào)警系統(tǒng)，其特征在于，智能手機(jī)運(yùn)行Android2. 3系統(tǒng)軟件。
全文摘要
基于3D加速度和陀螺儀傳感器的老年人跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)屬于電子信息領(lǐng)域，其特征在于將集成了3D加速度儀和陀螺儀、藍(lán)牙芯片和微處理器的人體運(yùn)動(dòng)活動(dòng)感知模塊嵌入到老年人穿戴的背心上，實(shí)時(shí)采集老年人活動(dòng)的3D加速度和角速度數(shù)據(jù)，并通過藍(lán)牙將活動(dòng)數(shù)據(jù)發(fā)送給運(yùn)行了跌倒檢測(cè)軟件的智能手機(jī)；跌倒檢測(cè)軟件依據(jù)接收到的活動(dòng)數(shù)據(jù)，自動(dòng)計(jì)算對(duì)應(yīng)的合加速度α和偏轉(zhuǎn)角θ；當(dāng)合加速度α大于合加速度的閾值αT，且偏轉(zhuǎn)角θ大于偏轉(zhuǎn)角閾值θT，則判斷為跌倒發(fā)生，此時(shí)手機(jī)通過向指定聯(lián)系人打電話或發(fā)送含有老年人位置信息的短信進(jìn)行報(bào)警。跌倒檢測(cè)軟件所采用的合加速度閾值αT和偏轉(zhuǎn)角閾值θT采用貝葉斯算法獲得。本跌倒檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)具有檢測(cè)精度高，方便老年人使用等特點(diǎn)。
文檔編號(hào)G08B21/04GK103027687SQ201210518318
公開日2013年4月10日 申請(qǐng)日期2012年12月5日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月5日
發(fā)明者何堅(jiān), 紀(jì)應(yīng)龍, 李楊, 胡晨 申請(qǐng)人:北京工業(yè)大學(xué)