CN105632099A - 身体姿态识别系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种身体姿态识别系统及方法，身体姿态识别系统由终端和服务器构成，其中，终端由处理器、射频发射器、气压传感器和天线构成，服务器由处理器、射频接收器、扬声器、蜂鸣器和天线构成，射频接收器与射频发射器以无线传感方式传输射频信号，只需将气压传感器固定在被识别对象的身上，就可以对识别对象的身体姿态进行监控和报警。身体姿态识别系统适用于消防现场发生搜救意外情况或者老人监护发生突发状况时，采用在消防人员或者独居老人身体的不同部位固定多个气压传感器，终端对气压传感器采集到的气压信号进行处理并输出，终端与服务器以无线方式连接，服务器根据获取的气压值分析消防人员或独居老人的身体姿态信息，判断当前的身体姿态处于危险状态时通知服务器执行报警，从而有效保障了消防人员或者独居老人的人身安全。

Description

身体姿态识别系统及方法

技术领域

本发明涉及一种监控和报警系统，特别涉及一种身体姿态识别系统及方法。

背景技术

本发明适用于具有监控和报警功能的应用场合，例如，在恶劣的火灾现场，消防人员在实施救助过程中处于被困状态时，如果无法及时通知火灾现场的其他救援人员，被困消防人员自身的生命安全将会受到严重威胁，因此，需要准确、及时了解消防员的活动状态，以便火灾现场指挥员发出救援指令。或者，独居老人在家中无人照顾的情况下，容易出现跌倒或者突发疾病等意外情况，即使在家中安装有监护设备，老人自身无法发出求助信息也不能及时通知呼叫中心，因此，本发明所要解决的技术问题是提供一种能够实时获知被识别人员的当前状态是否处于危险状态的识别系统。

身体姿态识别设备通过身体执行不同动作时（例如，行进、匍匐或者蹲下）固定在指定部位的气压传感器采集的气压值，计算不同部位气压值之间的变化差值，将不同部位的气压变化差值与身体相对位置的改变相对应，被识别人员改变行走、匍匐或者蹲下的不同动作时，固定在头部、腰部和足部的传感器气压值也会发生变化，根据气压与高度的换算关系计算出不同部位之间的相对高度，从而根据身体姿态识别设备上固定在不同身体部位的气压传感器，分析不同身体部位之间的相对高度差值，人体在执行站立、匍匐、蹲下等动作时，各个部位的高度差值也会随之发生改变，通过计算出的头部与足部、腰部与足部之间的高度差值是否满足某种预先设定的身体姿态对应的阈值范围，如果相对高度差值满足相对应的标准值，可以判断被识别人员所处的不同身体姿态，特别地，通过预先设定的气压数值对照表，不再需要压力传感器推导计算高度的换算过程，而是直接通过所获取的气压值满足在一定范围之内，就可以以判定当前的身体姿态，用于准确、实时地通知服务器进行监控和管理。

被识别人员与服务器端之间采用射频技术（RadioFrequency，简称RF）通信，用于通知服务器根据被识别人员所处的身体姿态作出响应，其是一种具有远距离传输能力的高频电磁波，将电信息源用高频电流进行调幅或调频，所形成的射频信号经天线发射至空中后，通过接收端接收并进行反调制，再次还原成电信息源的传输技术，可以看出，该身体姿态设别系统是通过气压传感器实时采集被识别对象的气压信息，通过换算成高度值和计算出不同差值判断处于何种身体姿态，并通过与无线网络连接进行信息交换和通信，从而实现对对象的识别、定位、跟踪、监控和管理的网络体系。

发明内容

针对识别不同的身体姿态所表示的不同事件，从而判断被识别对象是否处于危险状态的问题，本发明实施例的目的是提供一种实时的身体姿态识别系统及方法。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种身体姿态识别系统由终端和服务器构成，其特征在于，终端由处理器、射频发射器、气压传感器构成服务器由处理器和射频接收器构成，射频接收器与射频发射器以无线传感方式传输射频信号，只需将气压传感器固定在被识别对象的身上，就可以对识别对象的身体姿态进行监控和报警。

作为上述技术方案的优选，所述服务器中安装有身体姿态报警装置。

作为上述技术方案的优选，所述射频发射器发射频率是2.4GHz的射频信号。

根据上述的身体姿态识别系统，本发明还提供一种所述身体姿态识别方法，其特征在于，采用下述步骤：

Q1：初始化固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值，建立相对高度基准值；

Q2：标定射频信号的无线传输范围，设定监控范围；

Q3：实时、动态地检测固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值变化；

Q4：计算固定在被识别对象不同部位的气压传感器气压值的差值；

Q5：根据不同气压值所对应的不同高度差值，确定所对应的身体姿态。

Q6：终端通过射频发射器发出相对高度信号传输指令给服务器；

Q7：当固定在被识别对象不同部位的气压传感器所检测的气压值重新归零，射频发射器将报警命令通过无线传输至射频接收器。

作为上述使用方法的优选，还采用下述步骤：

Q8：当不同气压传感器的气压值的差值趋近于零，返回初始化状态，向射频发射器发出信号传输指令；

Q9：射频发射器将控制命令通过无线传输至射频接收器；

Q10：服务器启动报警组件，发出报警语音和指示灯光。

本发明实施例提供的身体姿势识别系统及方法，采用射频传输方式实现对被识别对象的姿态的远程监控事件，这样无需设置复杂的姿态捕捉装置，只需将气压传感器固定在被识别对象的身上，就可以对识别对象的不同身体姿态的气压值进行检测，气压差值表示的高度差值满足预设条件时表示被识别对象的健康和正常活动处于危险状态，从而提高了监控和报警的准确性和实时性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的身体姿态识别系统的服务器的结构示意图。

图2为本发明实施例的身体姿态识别系统的的终端的结构示意图。

图3为本发明实施例的身体姿态识别方法的步骤流程示意图。

具体实施方式

以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。

一种身体姿态识别系统，包括终端和服务器，其特征在于，终端由处理器、射频发射器、气压传感器、天线构成，服务器由处理器、射频接收器和天线、扬声器和蜂鸣器构成，其中，射频接收器与射频发射器以无线传感方式传输射频信号，只需将气压传感器固定在被识别对象的身上，就可以对识别对象的身体姿态进行监控和报警。

如图1和图2所示，气压传感器、射频发射器分别与处理器连接，气压传感器实时地采集气压数值，在被识别人员身体执行不同动作时（例如，行进、匍匐或者蹲下），固定在指定部位的气压传感器采集的气压值会发生变化，进而处理器计算得出不同部位气压值之间的变化差值，终端通过射频发射器无线传输到服务器的射频接收器，在服务器中存储不同部位的气压变化差值与身体相对位置的改变的对应关系，在被识别人员在不同时刻执行站立、匍匐或者蹲下的不同动作时，固定在头部、腰部和足部的传感器气压值也会发生变化，通过气压与高度的换算关系计算不同部位之间的相对高度，预先计算不同身体部位之间的相对高度差值，用以设定气压数值与被识别人员的不同身体姿态的对照表，不再需要压力传感器重复计算高度的换算过程，当所获取的气压值满足在一定范围之内就可以判定当前的身体姿态。

该适用于监护和报警应用的身体姿态识别方法如下：

Q1：初始化固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值，建立相对高度基准值；

Q2：标定射频信号的无线传输范围，设定监控范围；

Q3：实时、动态地检测固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值变化；

Q4：计算固定在被识别对象不同部位的气压传感器气压值的差值；

Q5：根据不同气压值所对应的不同高度差值，确定所对应的身体姿态。

Q6：终端通过射频发射器发出相对高度信号传输指令给服务器；

Q7：当固定在被识别对象不同部位的气压传感器所检测的气压值重新归零，射频发射器将报警命令通过无线传输至射频接收器。

Q8：当不同气压传感器的气压值的差值趋近于零，返回初始化状态，向射频发射器发出信号传输指令；

Q9：射频发射器将控制命令通过无线传输至射频接收器；

Q10：服务器启动报警组件，发出报警语音和指示灯光。

如图3所示，在被识别人员处于站立姿态时，头部传感器根据测定的气压值获得高度初始值H1，腰部传感器根据测定的气压值获得高度初始值H2，足部传感器根据测定的气压值获得高度初始值H3，计算出头部与腰部、腰部与足部、以及头部与足部的高度差值，并设定成为姿态识别比较的基准阈值，也就是，站立姿态时的阈值1等于H1与H2之间的差值，阈值2等于H2与H3之间的差值，阈值3等于H1与H3之间的差值，在被识别人员改变不同姿态时，重新测定头部、腰部与足部的气压值，以及重新计算不同部位的高度值H1、H2和H3，根据高度差值与所设定的阈值之间的关系，判断识别改变后所处的身体姿态状态。具体地，当被识别人员处于蹲下状态时，头部与腰部之间的高度差与站立状态时相同，腰部与足部之间的高度差不多相当，头部与足部之间的高度差也会变小，相应地，H1与H2之间的差值仍约等于阈值1，而H2与H3之间的差值则接近为零，H1与H3之间的差值远小于阈值3；当被识别人员处于匍匐状态时，H1、H2和H3的数值相等，也就是，头部、腰部以及足部之间的高度差接近为零，相应地，H1与H2之间的差值远小于阈值1，而H2与H3之间的差值远小于阈值2，H1与H3之间的差值远小于阈值3，因此，通过不同姿态下各个部位之间的高度差与阈值之间的对应关系，如果固定在不同部位的传感器测定的高度差远小于初始标准阈值，也就是判断出现蹲下或者跌到等危险情况，则向服务器发出报警信号，从而实时地通知服务器对该识别人员进行救援。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种身体姿态识别系统，包括终端和服务器，其特征在于，终端由处理器、射频发射器、气压传感器和天线构成，服务器由处理器、射频接收器、天线、扬声器和蜂鸣器构成，其中，射频接收器与射频发射器以无线传感方式传输射频信号，终端只需将气压传感器固定在被识别对象的身上，就可以对识别对象的身体姿态进行监控和报警1。

2.根据权利要求1所述的一种身体姿态识别系统，其特征在于，所述服务器中安装有身体姿态报警装置2。

3.根据权利要求1所述的一种身体姿态识别系统，其特征在于，所述射频发射器发射频率是2.4GHz的射频信号3。

4.一种根据权利要求1所述的身体姿态识别系统的身体姿态识别方法，其特征在于，采用下述步骤：

①：初始化固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值，建立相对高度基准值；

②：标定射频信号的无线传输范围，设定监控范围；

③：实时、动态地检测固定在被识别对象不同部位的气压传感器的气压值变化；

④：计算固定在被识别对象不同部位的气压传感器气压值的差值；

⑤：根据不同气压值所对应的不同高度差值，确定所对应的身体姿态。

5.⑥：终端通过射频发射器发出相对高度信号传输指令给服务器；

⑦：当固定在被识别对象不同部位的气压传感器所检测的气压值重新归零，射频发射器将报警命令通过无线传输至射频接收器4。

6.根据权利要求4所述的身体姿态识别方法，其特征在于还采用下述步骤：

⑧：当不同气压传感器的气压值的差值趋近于零，返回初始化状态，向射频发射器发出信号传输指令；

⑨：射频发射器将控制命令通过无线传输至射频接收器；

⑩：服务器启动报警组件，发出报警语音和指示灯光5。