CN104243656A - 一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法，包括以下步骤：步骤1，智能手机对加速度进行采样，计算合成加速度a；步骤2，判断合成加速度的值a是否大于加速度阈值T1，不满足返回步骤1，满足执行步骤3；步骤3，计算智能手机三轴姿态角度判断其中两个角度是否大于角度阈值T2，不满足返回步骤1，满足执行步骤4；步骤4，智能手机提示告警，计时器开始计时，在10s内人工解除告警的，则返回步骤1，否则执行步骤5；步骤5，自动拨打预先设置的号码，并发送智能手机所在位置短信息。

Description

一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法

技术领域

本发明涉及数码电子信息技术领域，特别是用于孕妇和老年人跌倒检测及自动拨号求助的智能手机跌倒检测自动拨号求救方法。

背景技术

目前在中国，老龄化的趋势日益严重，孕妇在群体中也占相当一部分比重。这些人由于身体不便易发生跌倒等意外事故，如不及时进行救治，很有可能造成严重的后果。因此，用于孕妇和老年人跌倒检测及求助的方法和设备是必须的。已有的跌倒检测有基于视频监测的方法，通过对视频监测人体的一些异常动作进行跌倒预警，但是基于视频的方法只能在特定的区域环境中使用，可扩展性和自主性较差。

现有利用加速度计的跌倒检测的方法是检测加速度值的超过跌倒阈值，则认为处于跌倒状态，这种方法很容易引起误判，准确率不高。比如坐下的动作加速度计也会有一个冲击检测，加速度的值也很大可能超过跌倒阈值，此时，单独的加速度阈值判断，非常容易引起跌倒误判。

发明内容

本发明针对视频监测受环境限制和现有加速度计判断跌倒准确率不高的问题，提出一种利用智能手机中的加速度计、陀螺相结合的方式进行跌倒检测的智能手机跌倒检测自动拨号求救方法。

为了解决上述技术问题，本发明公开了一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法，包括以下步骤：

步骤1，智能手机对加速度进行采样，采样频率为f，计算合成加速度a，其中，a_x,a_y,a_z分别为x轴、y轴和z轴上的加速度分量；

步骤2，判断合成加速度的值a是否大于加速度阈值T1，不满足返回步骤1，满足执行步骤3；

步骤3，计算智能手机三轴姿态角度式中，w_x，w_y，w_z分别为智能手机陀螺仪输出的三轴角速度，根据三轴角度计算坐标变换矩阵C，由坐标变换矩阵C计算人的三轴姿态角判断其中两个角度是否大于角度阈值T2，不满足返回步骤1，满足执行步骤4；

步骤4，智能手机提示告警，计时器开始计时，在10s内人工解除告警的，则返回步骤1，否则执行步骤5；

步骤5，自动拨打预先设置的号码，并发送智能手机所在位置短信息，跌倒者的位置信息通过GPS和行人航迹推算组合导航定位模式获得。在室外，通过GPS获取位置信息，而在GPS信号缺失的情况下，比如室内、隧道内、城市峡谷中，通过行人航迹推算获得位置信息，初始位置为GPS信号缺失的位置。行人航迹推算的公式为：

$\left\{\begin{array}{c}{E}_k=E_{k-1}+S{L}_k\·\sin \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\\ N_k=N_{k-1}+S{L}_k\·\cos \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\end{array}\right.$

式中，k＝1,2,...,N，当k＝1时，E₀和N₀为初始位置的东向坐标和北向坐标；SL_k、ψ_k分别为第k步计算得到的步长和航向，E_k-1和N_k-1为行走第k步前一步的东向坐标和北向坐标，E_k和N_k为完成第k步后的东向坐标和北向坐标。

步骤2中加速度的阈值T1为2.5g。

步骤3中三轴角度变化阈值T2为60°。

本发明利用智能手机中的加速度计、陀螺相结合的方式进行跌倒检测，不需要专门的检测设备，检测到跌倒状态，计时器开始计时，在一定时间内，手机没有解除告警状态，自动拨号求助，并发送位置信息。本发明跌倒检测准确度高。通过加速度计和陀螺的双阈值判定跌倒，防止误判。比如坐下的动作加速度计也会有一个冲击检测，陀螺得到的角度也只有俯仰角发生较大变化。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明做更进一步的具体说明，本发明的上述和/或其他方面的优点将会变得更加清楚。

图1为本发明流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明公开了一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法，包括以下步骤：

步骤1，智能手机对加速度进行采样，采样频率为f，计算合成加速度a，其中，a_x,a_y,a_z分别为x轴、y轴和z轴上的加速度分量；

步骤2，判断合成加速度的值a是否大于加速度阈值T1，不满足返回步骤1，满足执行步骤3；

步骤3，计算智能手机三轴姿态角度式中，w_x，w_y，w_z分别为智能手机陀螺仪输出的三轴角速度，根据三轴角度计算坐标变换矩阵C，由坐标变换矩阵C计算人的三轴姿态角判断其中两个角度是否大于角度阈值T2，不满足返回步骤1，满足执行步骤4；

步骤4，智能手机提示告警，计时器开始计时，在10s内人工解除告警的，则返回步骤1，否则执行步骤5；

步骤5，自动拨打预先设置的号码，并发送智能手机所在位置短信息，跌倒者的位置信息通过GPS和行人航迹推算组合导航定位模式获得。在室外，通过GPS获取位置信息，而在GPS信号缺失的情况下，比如室内、隧道内、城市峡谷中，通过行人航迹推算获得位置信息，初始位置为GPS信号缺失的位置。行人航迹推算的公式为

$\left\{\begin{array}{c}{E}_k=E_{k-1}+S{L}_k\·\sin \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\\ N_k=N_{k-1}+S{L}_k\·\cos \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\end{array}\right.$

式中，k＝1,2,...,N，当k＝1时，E₀和N₀为初始位置的东向坐标和北向坐标；SL_k、ψ_k分别为第k步计算得到的步长和航向，E_k-1和N_k-1为行走第k步前的东向坐标和北向坐标，E_k和N_k为完成第k步后的东向坐标和北向坐标。

步骤2中加速度的阈值T1为2.5g。

步骤3中三轴角度变化阈值T2为60°。

实施例：

在医院室内，自动拨号和发送短信息可以扩展为另外通知医院服务中心，服务中心可以通过监控得知跌倒人员的具体状态，并保留这一时间段区间内的录像。

本发明提供了一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法，具体实现该技术方案的方法和途径很多，以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。本实施例中未明确的各组成部分均可用现有技术加以实现。

Claims (4)

1.一种智能手机跌倒检测自动拨号求救方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，智能手机对加速度进行采样，采样频率为f，计算合成加速度a，其中，a_x,a_y,a_z分别为x轴、y轴和z轴上的加速度分量；

步骤2，判断合成加速度的值a是否大于加速度阈值T1，不满足返回步骤1，满足执行步骤3；

步骤3，计算智能手机三轴姿态角度θ_x＝∫w_xdt，θ_y＝∫w_ydt，θ_z＝∫w_zdt，式中，w_x，w_y，w_z分别为智能手机陀螺仪输出的三轴角速度，根据三轴角度计算坐标变换矩阵C，由坐标变换矩阵C计算人的三轴姿态角判断其中两个角度是否大于角度阈值T2，不满足返回步骤1，满足执行步骤4；

步骤4，智能手机提示告警，计时器开始计时，在10s内人工解除告警的，则返回步骤1，否则执行步骤5；

步骤5，自动拨打预先设置的号码，并发送智能手机所在位置短信息，跌倒者的位置信息通过GPS和行人航迹推算组合导航定位模式获得。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤2中加速度的阈值T1为2.5g。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤3中三轴角度变化阈值T2为60°。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤5中，在有GPS信号的情况下，使用GPS定位，在GPS信号缺失的情况下，以初始位置为GPS信号缺失的位置，采用以下公式进行行人航迹推算：

$\left\{\begin{array}{c}{E}_k=E_{k-1}+{\mathrm{SL}}_k\·\sin \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\\ N_k=N_{k-1}+{\mathrm{SL}}_k\·\cos \left({\mathrm{\ψ}}_k\right)\end{array}\right.,$

式中，k＝1,2,…,N，当k＝1时，E₀和N₀为初始位置的东向坐标和北向坐标；SL_k、ψ_k分别为第k步计算得到的步长和航向，E_k-1和N_k-1为行走第k步前一步的东向坐标和北向坐标，E_k和N_k为完成第k步后的东向坐标和北向坐标。