CN105979220B - 一种家居养老监控智能移动小车、监控系统及其监控方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种家居养老监控智能移动小车、监控系统及其监控方法，属于家庭智能监控领域。本发明的一种家居养老监控系统，包括全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、信息存储及处理决策中心、智能移动小车，全方位云台高清摄像装置和智能移动小车相互配合根据老人位置信息进行跟踪监控，并采集老人视频信息传输给信息存储及处理决策中心；信息存储及处理决策中心整合分析接收到的信息并作出判断决策，当老人出现异常时，作出呼叫医疗机构及通知家人的决策。本发明可以对老人动态进行精确、全面监控，且能对老人异常情况进行多信息的融合判定，避免出现虚假报警情况，提高了监控系统准确性。

Description

一种家居养老监控智能移动小车、监控系统及其监控方法

技术领域

本发明涉及家庭智能监控技术领域，更具体地说，涉及一种以视频分析和处理为核心的多信息融合的家居养老监控智能移动小车、监控系统及其监控方法。

背景技术

老龄人口的增长是一个很值得关注的现状，最近的人口普查表明，老龄人口的数量增长速度越来越快，与之相反，年轻人的数量在逐渐减少。目前，我国正面临着人口老龄化日趋严重的问题，人口老龄化现状带来新的挑战，这些挑战与健康、经济以及社会问题息息相关。但由于社会老龄化人口比例的提高，相应的养老机构和医疗护理资源的发展相对匮乏。再加上现代社会节奏快、年轻人工作忙碌，所以子女们对父母亲的照料和关心也就不足。

随着物联网技术的不断发展，其技术也广泛应用到各个领域。根据中国国情，利用物联网的传感器技术和网络监控视频等技术，可以实现智能化居家养老。所谓智能化居家养老，就是指利用传感器技术，以及自动报警装置，保证老人的健康和人身安全。视频联网可以使老人与子女见面，排解老人的寂寞、孤独。老人若有突发事件，可以通过安防报警系统将信息传给子女和社区人员，使老人得到及时救治。智能化居家养老系统可以有效保障空巢老人的日常生活和精神需求，减轻子女的负担，使子女全身心投入工作中，以达到老有所依居家养老模式，为共建和谐社会起到了推动作用。

现有技术中智能居家养老模式多种多样，许多年轻人选择在家庭安装摄像头，然后可在其手机或电脑上通过远程监控来了解父母亲的活动。这样可以实时检测到亲人的活动状况，但不可能一直在观察老年人的活动状况，而且久而久之会使人产生疲劳，影响到工作效率；其次，摄像监控系统可能出现监控死角，当老人发生异常却无法被监控捕捉时，难以监控到老人的具体身体动态，无法判断准确异常情况；再次，多数智能监控系统经常出现判断错误、虚假报警的情况，给子女生活工作带来不便。

经检索，专利公开号CN204614152U，授权公告日为：2015年9月2日，发明创造名称为：基于物联网技术的智能化居家养老系统，该申请案涉及一种基于物联网的智能化居家养老系统，可以对家中的安防、监控和老人的监护实现智能化管理，家中老人如有紧急需求，可通过应急系统通知到家人和社区人员；但该申请案中采用加速度传感器来判定老人是否摔倒，存在一定的判定误差，监控精度有待提高，且该申请案中对老人的视频监控容易出现监控死角，仍需要进一步改进。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有技术中居家养老监控系统容易存在监控死角、监控精度不高、容易出现虚假报警的不足，提供了一种家居养老监控智能移动小车、监控系统及其监控方法，可以对老人动态进行精确、全面监控，且能对老人异常情况进行多信息的融合判定，避免出现虚假报警情况，提高了监控系统准确性。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种家居养老监控智能移动小车，包括小车车身，小车车身上方设置有自动升降杆，所述自动升降杆顶端安装有全景视觉摄像头；小车车身两侧各设置有一根旋转臂，每根旋转臂顶端安装有双目高清摄像头；小车车身底部设置有万向车轮。

进一步地，所述小车车身内部设置有功能模块，该功能模块包括1#方位采集模块、运动模块、1#面部检测模块、摄像模块，所述1#方位采集模块用于接收老人位置信息；所述运动模块用于根据老人的位置信息控制智能移动小车运动到老人面前，并调节摄像头的位置使摄像头能够采集人脸面部表情；所述1#面部检测模块用于检测老人的面部区域；所述摄像模块用于对老人面部进行视频图像采集。

进一步地，所述运动模块包括摄像头旋转运动模块、升降杆运动模块、旋转臂运动模块、车轮运动模块和小车平衡模块；

所述摄像头旋转运动模块用于依据老人位置信息控制全景视觉摄像头旋转来寻找合理的路径使智能移动小车到达指定位置，并控制全景视觉摄像头和双目高清摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，从而寻找到老人脸部并采集人脸的面部表情；

所述升降杆运动模块用于控制自动升降杆的升降来绕开障碍物，使小车顺畅通行；

所述旋转臂运动模块用于控制旋转臂转动，进而控制双目高清摄像头的位置；

所述车轮运动模块用于控制智能移动小车的运行；

所述小车平衡模块，用于控制智能移动小车的平衡，使智能移动小车保持静止或是平稳运行。

本发明的一种家居养老监控系统，包括全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、信息存储及处理决策中心、智能移动小车，所述穿戴式无线生理传感装置用于采集老人生理信息，并将生理信息整合后传输给信息存储及处理决策中心；所述全方位云台高清摄像装置用于根据老人位置信息进行跟踪监控，并采集老人视频信息传输给信息存储及处理决策中心；智能移动小车用于近距离检测并采集老人面部图像信息，然后将信息传输给信息存储及处理决策中心；所述信息存储及处理决策中心整合分析接收到的各种信息并作出判断决策。

进一步地，所述信息存储及处理决策中心设置在智能移动小车上。

进一步地，所述穿戴式无线生理传感装置包括传感器数据采集模块、1#数据处理终端，所述传感器数据采集模块包括心率检测模块、血压监测模块、体温检测模块、速度检测模块、重心检测模块、定位模块，所述1#数据处理终端接收并整合传感器数据采集模块采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心。

进一步地，所述全方位云台高清摄像装置包括控制及数据采集模块、2#数据处理终端，所述控制及数据采集模块包括：

2#方位采集模块，接收来自穿戴式无线生理传感装置的1#数据处理终端发出的老人位置信息；

目标跟踪模块，根据2#方位采集模块接收到的老人位置信息对老人进行跟踪监控；

旋转运动模块，根据2#方位采集模块采集到的老人位置信息控制摄像头的方向，使得摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，达到全方位的监控状态；

2#面部检测模块，在摄像头旋转到指定位置后，开始检测老人的面部，以确定老人的面部区域；

变焦距模块，通过控制焦距的大小对老人面部进行放大，方便采集到清晰的老人面部表情图像；

视频采集模块，在摄像头旋转到指定的位置后，对老人行为进行实时视频图像采集；

所述2#数据处理终端接收并整合控制及数据采集模块采集到的数据信息，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心。

进一步地，所述信息存储及决策中心包括：

行为识别模块，根据老人的重心高度来判断老人是否摔倒；

表情分析模块，根据摄像头采集到的面部图像对老人面部表情进行识别分析；

信息存储融合模块，将全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、智能移动小车收集到的异常信息进行存储处理；

判断决策模块，根据穿戴式无线生理传感装置采集到的数据来判断老人的身体是否出现异常情况，如果出现异常情况，则把老人的异常信息分别反馈给全方位云台高清摄像装置、智能移动小车，控制全方位云台高清摄像装置进行异常视频图像采集，并将采集到的异常图像存储在信息存储融合模块中，最后根据信息处理的结果做出决策，并将决策方案发送给医疗机构、社区服务站以及客户终端设备上。

本发明的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；若全方位云台高清摄像装置能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；

若全方位云台高清摄像装置不能检测到老人的面部，智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；若全方位云台高清摄像装置能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；若全方位云台高清摄像装置不能检测到老人的面部，智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。

本发明的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像装置检测老人的面部，并通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；或智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像装置检测老人的面部，并通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；或智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。

3.有益效果

采用本发明提供的技术方案，与现有技术相比，具有如下显著效果：

(1)本发明的一种家居养老监控智能移动小车，摄像头旋转运动模块可以调整全景视觉摄像头和双目高清摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，使其能够寻找到老人的面部并采集人脸的面部表情；升降杆运动模块可以依据全景视觉摄像头采集到的空间物体摆设情况来实时控制自动升降杆的升降来绕开障碍物，使小车顺畅通行，极大地提高了智能移动小车的运动灵活性，多个摄像头的全方位旋转更保证了图像采集的全面性、准确性。

(2)本发明的一种家居养老监控系统，穿戴式无线生理传感装置包括重心检测模块，该重心检测模块用于检测出老人的重心位置并提取重心距离房间地板的高度，信息存储及决策中心的行为识别模块则根据老人的重心高度来判断老人是否摔倒；现有技术中的监控系统通常根据老人的运动加速度大小判断老人是否摔倒，当老人出现一时的快速运动或暂时性蹲坐起立情况时，监控系统容易判断失误，产生误报警、频繁报警等情况，给子女带去莫大的困扰，影响子女的正常工作生活状态。而本发明中采用重心高低判断老人是否摔倒，并将重心的高度变化与重心高度变化的时间相结合，当重心高度低于设定阈值的时间时才会作出呼叫医疗机构及通知家人的决策，而当老人一时剧烈下蹲或出现轻微摔倒、又重新站起的非严重情况时，监控系统并不会冒然作出呼叫决策，避免了误报情况的发生，提高了监控的精确性。

(3)本发明的一种家居养老监控系统，对信息存储融合模块内的存储信息进行了合理筛选，只有老人出现异常时的视频图像才会存储在信息存储融合模块中，这样不仅对信息存储融合模块的存储空间进行了高效利用，也便于人们直接查看异常视频图像，而不需从大量纷繁的视频图像中查找异常状态的视频图像，大量节约了查看时间。

(4)本发明的一种家居养老监控系统，当老人出现异常情况，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车，智能移动小车接收反馈的位置信息后可以自动运行，近距离运行到老人身边进行面部图像采集；全方位云台高清摄像装置也可以全方位旋转，对老人进行全方位的面部检测和图像采集；两者既可以配合使用，也可以单独分开检测，充分保证了面部检测的准确性；尤其是智能移动小车可以单独运行，不受空间限制，灵活性较高，当全方位云台高清摄像装置由于房屋格局设计或被障碍物遮挡时，智能移动小车可以自动避开障碍物精确地运行到老人身边，实现对老人异常状况的图像采集，提高了整个监控系统的准确性。

附图说明

图1为本发明的一种家居养老监控系统的数据处理示意图；

图2为本发明的一种家居养老监控系统的监控流程示意图；

图3为本发明的一种家居养老监控智能移动小车的结构示意图。

示意图中的标号说明：1、全景视觉摄像头；2、双目高清摄像头；3、自动升降杆；4、旋转臂；5、万向车轮。

具体实施方式

为进一步了解本发明的内容，下面结合附图和实施例对本发明作详细描述。

实施例1

如图3所示，本实施例的一种家居养老监控智能移动小车，包括小车车身，小车车身上方设置有自动升降杆3，自动升降杆3顶端安装有全景视觉摄像头1；小车车身两侧各设置有一根旋转臂4，每根旋转臂4顶端安装有双目高清摄像头2；小车车身底部设置有万向车轮5。

小车车身内部设置有功能模块，该功能模块包括1#方位采集模块、运动模块、1#面部检测模块、摄像模块，1#方位采集模块用于接收老人位置信息；运动模块用于根据老人的位置信息控制智能移动小车运动到老人面前，并调节摄像头的位置使摄像头能够采集人脸面部表情；1#面部检测模块用于检测老人的面部区域；摄像模块用于对老人面部进行视频图像采集。

本实施例中运动模块包括摄像头旋转运动模块、升降杆运动模块、旋转臂运动模块、车轮运动模块和小车平衡模块；其中摄像头旋转运动模块用于依据老人位置信息控制全景视觉摄像头1旋转来寻找合理的路径使智能移动小车到达指定位置，并适当调整全景视觉摄像头1在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，使其能够寻找到老人的面部；摄像头旋转运动模块还用来控制双目高清摄像头2在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，使两个双目高清摄像头2相互配合运动到最佳位置，更好地采集人脸的面部表情。

升降杆运动模块用于依据全景视觉摄像头1采集到的空间物体摆设情况来实时控制自动升降杆3的升降来绕开障碍物，使小车顺畅通行。

旋转臂运动模块用于依据全景视觉摄像头1检测到的老人脸部，配合摄像头旋转运动模块来控制旋转臂4转动(最低不至于使摄像头与地面相接触)，进而控制双目高清摄像头2的高低，使双目高清摄像头2充分配合使用，运动到最佳位置，更好地采集人脸的面部表情。

车轮运动模块用于依据小车接收到的老人位置信息指令以及全景视觉摄像头1寻找到的路径来控制万向车轮5的运动，使智能移动小车能够运行；小车平衡模块用于依据小车是静止状态还是运动状态来控制小车的平衡，使小车能够保持静止或是使小车平稳运行。

本实施例的一种家居养老监控智能移动小车，能够接收老人的位置信息并根据老人位置信息自动运行到老人身边进行近距离监控，同时多个摄像头可以全方位旋转，对老人的面部表情和实时视频图像进行采集，提高了智能监控的准确性，且小车可以自动选择路线避让障碍物，运行过程平稳，操作简便，适宜在家庭环境中使用。

实施例2

结合图1、图2和图3，本实施例的一种家居养老监控系统，包括实施例1中的智能移动小车，还包括全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、信息存储及处理决策中心，其中穿戴式无线生理传感装置用于采集老人生理信息，并将生理信息整合后传输给信息存储及处理决策中心；全方位云台高清摄像装置用于根据老人位置信息进行跟踪监控，并采集老人视频信息传输给信息存储及处理决策中心；智能移动小车用于近距离检测并采集老人面部图像信息，然后将信息传输给信息存储及处理决策中心；信息存储及处理决策中心整合分析接收到的各种信息并作出判断决策，本实施例中信息存储及处理决策中心设置在智能移动小车上。

本实施例中穿戴式无线生理传感装置包括传感器数据采集模块、1#数据处理终端，其中传感器数据采集模块包括心率检测模块、血压监测模块、体温检测模块、速度检测模块、重心检测模块、定位模块，具体为：心率检测模块用于检测老人的心跳速率；血压监测模块用于检测老人的血压高低；体温检测模块用于检测老人的体温值；速度检测模块用于检测老人的运动速率；重心检测模块用于检测出老人的重心位置并提取重心距离房间地板的高度；定位模块用于确定老人的位置，获取位置参数。而1#数据处理终端接收并整合传感器数据采集模块采集到的以上各种数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心。

本实施例中全方位云台高清摄像装置包括控制及数据采集模块、2#数据处理终端，其中控制及数据采集模块包括2#方位采集模块、旋转运动模块、2#面部检测模块、变焦距模块、视频采集模块，具体为：2#方位采集模块用于接收来自穿戴式无线生理传感装置的1#数据处理终端发出的老人位置信息；目标跟踪模块用于根据2#方位采集模块接收到的老人位置信息对老人进行跟踪监控；旋转运动模块根据2#方位采集模块采集到的老人位置信息控制摄像头的方向，使得摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，达到全方位的监控状态；2#面部检测模块用于在摄像头旋转到指定位置后，开始检测老人的面部，以确定老人的面部区域；变焦距模块，通过控制焦距的大小对老人面部进行放大，方便采集到清晰的老人面部表情图像；视频采集模块用于在摄像头旋转到指定的位置后，对老人行为进行实时视频图像采集。而2#数据处理终端接收并整合控制及数据采集模块采集到的以上各种数据信息，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心。

本实施例中信息存储及决策中心包括行为识别模块、表情分析模块、信息存储融合模块、判断决策模块，其中行为识别模块用于根据老人的重心高度来判断老人是否摔倒；表情分析模块用于根据摄像头采集到的面部图像对老人面部表情进行识别分析；信息存储融合模块用于将全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、智能移动小车收集到的异常信息进行存储处理；判断决策模块则根据穿戴式无线生理传感装置采集到的数据来判断老人的身体是否出现异常情况，如果出现异常情况，则把老人的异常信息分别反馈给全方位云台高清摄像装置、智能移动小车，控制全方位云台高清摄像装置和智能移动小车进行异常视频图像采集，并将采集到的异常图像存储在信息存储融合模块中，最后根据信息处理的结果做出决策，并将决策方案发送给医疗机构、社区服务站以及客户终端设备上。

本实施例的一种家居养老监控系统，全方位云台高清摄像装置可安装在客厅或卧室的中央天花板上，可使得监控的视角更加地充分；对于穿戴式无线生理传感装置，可以固定在老人的衣物中或戴在老人的手腕上，这样易于实时检测老年人的生理参数；智能移动小车可停在房间内某个固定地方，使得小车方便出入。

本实施例通过穿戴式无线生理传感装置采集老人的多种生理信息，并设计重心检测模块检测老人的重心位置、提取重心距离房间地板的高度，相应地，信息存储及决策中心的行为识别模块根据老人的重心高度来判断老人是否摔倒。现有技术中的监控系统通常根据老人的运动加速度大小判断老人是否摔倒，当老人出现一时的快速运动或暂时性蹲坐起立情况时，监控系统容易判断失误，产生误报警、频繁报警等情况，给子女带去莫大的困扰，影响子女的正常工作生活状态。而本实施例中采用重心高低判断老人是否摔倒具有较好的精确性，只有当老人长时间重心过低不起时，系统才会做出异常反馈，提高了监控的精确性。其次，本实施例在采用穿戴式无线生理传感装置对老人的各项生理参数进行检测的同时，还加强对老人的面部检测和表情分析识别，并对异常视频图像进行采集存储，便于精确掌握老人的实时动态，提高整个监控系统的全面性、准确性。再次，本实施例中对信息存储融合模块内的存储信息进行了合理筛选，只有老人出现异常时的异常视频图像才会存储在信息存储融合模块中，这样不仅对信息存储融合模块的存储空间进行了高效利用，也便于人们直接查看异常视频图像，而不需从大量纷繁的视频图像中查找异常状态的视频图像，大量节约了查看时间。

本实施例的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，则表示为老人生命体征没有出现异常情况，也没有发生摔倒的异常状况，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像装置中的2#方位采集模块接收到老人的位置信息后，目标跟踪模块对老人进行跟踪监控，同时旋转运动模块控制摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，在摄像头旋转到指定位置后，2#面部检测模块开始检测老人的面部，以确定老人的面部区域，若此时2#面部检测模块能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集，将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；若此时2#面部检测模块无法精确检测到老人的面部，则智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；智能移动小车与全方位云台高清摄像装置配合确保能够采集到最准确的老人面部图像，便于进行表情分析识别，确定老人实时状态。

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值则表示老人摔倒，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，表明老人已从摔倒状态中恢复，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，则说明老人长时间没有起来，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；若全方位云台高清摄像装置能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；若全方位云台高清摄像装置不能检测到老人的面部，智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。

本实施例中采用重心高度变化对老人最容易发生的摔倒事故进行了精确的判断，将重心的高度变化与重心高度变化的时间相结合，当重心高度低于设定阈值的时间时才会作出呼叫医疗机构及通知家人的决策，而当老人一时剧烈下蹲或出现轻微摔倒、又重新站起的非严重情况时，监控系统并不会冒然作出呼叫决策，避免了误报情况的发生；其次，当监控系统作出呼叫决策时，全方位云台高清摄像装置和智能移动小车会相互配合对老人的实时状态和面部表情进行采集，进一步确定老人异常时的具体情况，尤其通过表情分析识别可以确定老人的身体状态，有助于后续处理安排。

实施例3

本实施例的一种家居养老监控系统，基本同实施例2，其不同之处在于：本实施例的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，则表示为老人生命体征没有出现异常情况，也没有发生摔倒的异常状况，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像头检测到老人的面部并进行面部图像采集，将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值则表示老人摔倒，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，表明老人已从摔倒状态中恢复，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，则说明老人长时间没有起来，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；智能移动小车运动到老人身前，并调节全景视觉摄像头1和双目高清摄像头2，使其相互配合采集人脸面部表情，其中的1#面部检测模块用于检测老人的面部区域，摄像模块用于对老人面部进行视频图像采集，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。

本实施例当老人出现异常状况时，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车，全方位云台高清摄像装置和智能移动小车均可以单独对老人进行面部图像采集并进行图像数据的传输，尤其是智能移动小车可以随时根据反馈的老人位置信息自动运行到老人身边进行近距离检测，不受监控空间或视角的限制，可以无死角进行实时监控，监控灵活性较高，监控准确性较好，满足了智能化居家养老的需求。

以上示意性的对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种家居养老监控智能移动小车，包括小车车身，其特征在于：小车车身上方设置有自动升降杆(3)，所述自动升降杆(3)顶端安装有全景视觉摄像头(1)；小车车身两侧各设置有一根旋转臂(4)，每根旋转臂(4)顶端安装有双目高清摄像头(2)；小车车身底部设置有万向车轮(5)；

小车车身内部设置有功能模块，该功能模块包括1#方位采集模块、运动模块、1#面部检测模块、摄像模块，所述1#方位采集模块用于接收老人位置信息；所述运动模块用于根据老人的位置信息控制智能移动小车运动到老人面前，并调节摄像头的位置使摄像头能够采集人脸面部表情；所述1#面部检测模块用于检测老人的面部区域；所述摄像模块用于对老人面部进行视频图像采集；

运动模块包括摄像头旋转运动模块、升降杆运动模块、旋转臂运动模块、车轮运动模块和小车平衡模块；所述摄像头旋转运动模块用于依据老人位置信息控制全景视觉摄像头(1)旋转来寻找合理的路径使智能移动小车到达指定位置，并控制全景视觉摄像头(1)和双目高清摄像头(2)在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，从而寻找到老人脸部并采集人脸的面部表情；所述升降杆运动模块用于控制自动升降杆(3)的升降来绕开障碍物，使小车顺畅通行；所述旋转臂运动模块用于控制旋转臂(4)转动，进而控制双目高清摄像头(2)的位置；所述车轮运动模块用于控制智能移动小车的运行；所述小车平衡模块，用于控制智能移动小车的平衡，使智能移动小车保持静止或是平稳运行。

2.一种家居养老监控系统，其特征在于：包括全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、信息存储及处理决策中心、智能移动小车，所述穿戴式无线生理传感装置用于采集老人生理信息，并将生理信息整合后传输给信息存储及处理决策中心；所述全方位云台高清摄像装置用于根据老人位置信息进行跟踪监控，并采集老人视频信息传输给信息存储及处理决策中心；智能移动小车用于近距离检测并采集老人面部图像信息，然后将信息传输给信息存储及处理决策中心；所述信息存储及处理决策中心整合分析接收到的各种信息并作出判断决策；

所述穿戴式无线生理传感装置包括传感器数据采集模块、1#数据处理终端，所述传感器数据采集模块包括心率检测模块、血压监测模块、体温检测模块、速度检测模块、重心检测模块、定位模块，所述1#数据处理终端接收并整合传感器数据采集模块采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心；

全方位云台高清摄像装置包括控制及数据采集模块、2#数据处理终端，所述控制及数据采集模块包括：2#方位采集模块，接收来自穿戴式无线生理传感装置的1#数据处理终端发出的老人位置信息；目标跟踪模块，根据2#方位采集模块接收到的老人位置信息对老人进行跟踪监控；旋转运动模块，根据2#方位采集模块采集到的老人位置信息控制摄像头的方向，使得摄像头在0°～360°的范围内水平旋转、在-90°～90°的范围内垂直旋转，达到全方位的监控状态；2#面部检测模块，在摄像头旋转到指定位置后，开始检测老人的面部，以确定老人的面部区域；变焦距模块，通过控制焦距的大小对老人面部进行放大，方便采集到清晰的老人面部表情图像；视频采集模块，在摄像头旋转到指定的位置后，对老人行为进行实时视频图像采集；2#数据处理终端接收并整合控制及数据采集模块采集到的数据信息，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心。

3.根据权利要求2所述的一种家居养老监控系统，其特征在于：所述信息存储及处理决策中心设置在智能移动小车上。

4.根据权利要求2所述的一种家居养老监控系统，其特征在于：所述信息存储及决策中心包括：

行为识别模块，根据老人的重心高度来判断老人是否摔倒；

表情分析模块，根据摄像头采集到的面部图像对老人面部表情进行识别分析；

信息存储融合模块，将全方位云台高清摄像装置、穿戴式无线生理传感装置、智能移动小车收集到的异常信息进行存储处理；

判断决策模块，根据穿戴式无线生理传感装置采集到的数据来判断老人的身体是否出现异常情况，如果出现异常情况，则把老人的异常信息分别反馈给全方位云台高清摄像装置、智能移动小车，控制全方位云台高清摄像装置进行异常视频图像采集，并将采集到的异常图像存储在信息存储融合模块中，最后根据信息处理的结果做出决策，并将决策方案发送给医疗机构、社区服务站以及客户终端设备上。

5.一种基于权利要求2～4任一项所述的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；若全方位云台高清摄像装置能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；

若全方位云台高清摄像装置不能检测到老人的面部，智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；若全方位云台高清摄像装置能够检测到老人的面部，则通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；若全方位云台高清摄像装置不能检测到老人的面部，智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。

6.一种基于权利要求2～4任一项所述的一种家居养老监控系统的监控方法，其步骤为：

步骤一：老人佩戴穿戴式无线生理传感装置，传感器数据采集模块采集到老人实时的心跳速率、血压高低、体温大小、活动速率、重心高度以及位置信息，1#数据处理终端接收并整合采集到的数据，然后将数据传输给信息存储及处理决策中心，并将老人的位置信息传输给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；

步骤二：信息存储及处理决策中心对接收到的数据进行处理，将获得的生理参数数据与正常的生理参数数值范围进行比较，将重心高度与设定的重心高度阈值进行比较：

情况A：若生理参数数据与重心高度全部在正常的数值范围内，返回步骤一继续监视检测；

情况B：若生理参数数据异常，判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像装置检测老人的面部，并通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；或智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别；

情况C：若生理参数数据正常，重心高度低于设定的阈值，传感器数据采集模块继续检测重心高度低于设定阈值的时间是否超过设定的摔倒时间，若没有超过设定的摔倒时间，则返回步骤一继续监视检测；

若超过设定的摔倒时间，且传感器数据采集模块检测到老人仍有一定的活动速率，则判断决策模块做出呼叫医疗机构及通知家人的决策，同时将老人的位置信息反馈给全方位云台高清摄像装置和智能移动小车；全方位云台高清摄像装置检测老人的面部，并通过变焦距模块对摄像头变焦，放大老人面部并进行面部图像采集；或智能移动小车运动到老人身前进行面部检测并采集面部图像，最后将采集到的面部图像数据传输到信息存储及处理决策中心进行表情分析识别。