发明内容
为了解决现有技术问题,本申请提供了一种用于监测用户动作的方法、装置及系统,能够对病床上用户的动作进行监控,避免出现无法及时发现用户异常状态的情况。
本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的方法,包括:
获取压力采集单元测量的至少两个压力值;所述压力采集单元,包括至少两个传感器,每个所述传感器用于测量该传感器接触的床部件位置上的压力;
根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
可选的,所述根据对所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作,具体包括:
以所述至少两个压力值为依据,识别床的状态;所述床的状态包括负载状态和空载状态;
当床处于负载状态时,根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
可选的,床包括第一长边、第二长边、第一短边和第二短边,所述第一长边和所述第二长边平行,所述第一短边和所述第二短边平行,所述第一长边和所述第一短边垂直;所述至少两个传感器,包括:第一传感器和第二传感器,所述第一传感器与所述第一长边的距离小于所述第一传感器与所述第二长边的距离,所述第一传感器和所述第一短边和距离小于所述第一传感器与所述第二短边的距离,所述第二传感器与所述第一长边的距离大于所述第二传感器与所述第二长边的距离,所述第一传感器和所述第二传感器的连线平行于所述第一短边;所述至少两个压力值,包括:所述第一传感器测量得到的第一压力值,以及,所述第二传感器测量得到的第二压力值;
所述根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作,具体包括:
获得所述第一压力值和所述第二压力值在预设时间间隔内的变化量,得到第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2;
根据所述第一变化量ΔW1、所述第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作。
可选的,所述根据所述第一变化量ΔW1、所述第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作,具体包括:
当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第一长边的方向移动;
当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第二长边的方向移动;
当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第一短边的方向移动;
当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第二短边的方向移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg1≥0,Wg2≥0。
可选的,所述根据所述第一变化量ΔW1、所述第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作,具体包括:
当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一短边向所述第一长边的方向移动;若ΔW1-ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近所述第一短边的方向移动的同时,向靠近所述第一长边的方向移动;若ΔW2-ΔW1>Wg3,则确定用户向靠近所述第一短边的方向移动的同时,向靠近所述第二长边的方向移动;
当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一短边向所述第二长边的方向移动;若ΔW1|-|ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近所述第二短边的方向移动的同时,向靠近所述第一长边的方向移动;若|ΔW2|-|ΔW1|>Wg3,则确定用户向靠近所述第二短边的方向移动的同时,向靠近所述第二长边的方向移动;
当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一长边向所述第一短边的方向移动;
当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一长边向所述第二短边的方向移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg1≥0,Wg2≥0,Wg3>0。
可选的,所述根据所述第一变化量ΔW1、所述第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作,具体包括:
当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一长边向所述第一短边的方向移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近所述第一长边的方向移动的同时,向靠近所述第一短边的方向移动;若|ΔW2|-ΔW1>Wg3,则确定用户向靠近所述第一长边的方向移动的同时,向靠近所述第二短边的方向移动;
当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一长边向所述第二短边的方向移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近所述第二长边的方向移动的同时,向靠近所述第一短边的方向移动;若|ΔW1|-ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近所述第二长边的方向移动的同时,向靠近所述第二短边的方向移动;
当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一短边向所述第一长边的方向移动;
当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于所述第一短边向所述第二长边的方向移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg1≥0,Wg2≥0,Wg3>0。
可选的,所述获得压力采集单元测量的至少两个压力值,之后还包括:
根据所述至少两个压力值,识别在床用户的生命迹象。
可选的,所述根据所述至少两个压力值,识别在床用户的生命迹象,具体包括:
以所述至少两个压力值为依据,识别床的状态;
当床处于负载状态时,若在第一采样时间段内,所述至少两个压力值之和的变化量超出第一预设范围,确定用户有生命迹象;若在所述第一采样时间段内,所述至少两个压力值之和的变化量在第二预设范围之内,则确定用户失去生命迹象;
其中,所述第一预设范围的最小值小于或等于所述第二预设范围的最小值,所述第一预设范围的最大值大于或等于所述第二预设范围的最大值。
可选的,所述获得压力采集单元测量的至少两个压力值,之后还包括:
以所述至少两个压力值为依据,识别床的状态;所述床的状态包括负载状态和空载状态;
监测所述床的状态的变化;
当所述床的状态从空载状态变为负载状态时,确定用户做出上床动作;
当所述床的状态从负载状态变为空载状态时,确定用户做出下床动作。
可选的,所述以所述至少两个压力值为依据,识别床的状态,具体包括:
当所述至少两个压力值之和在第三预设范围内时,若所述至少两个压力值中的任意一个在预设时间内的变化量在第四预设范围内,则确定床处于负载状态;
当所述至少两个压力值之和在所述第三预设范围内时,若所述至少两个压力值在所述预设时间内的变化量均不落在所述第四预设范围内,则确定床处于空载状态;
当所述至少两个压力值之和在第五预设范围内时,确定床处于空载状态;
其中,所述第五预设范围的最大值小于或等于所述第三预设范围的最小值。
可选的,所述以所述至少两个压力值为依据,识别床的状态,具体包括:
当所述至少两个压力值之和在第六预设范围内时,确定床处于空载状态;
当所述至少两个压力值之和在第七预设范围内时,确定床处于负载状态;
其中,所述第六预设范围的最大值小于或等于所述第七预设范围的最小值,所述第六预设范围和所述第七预设范围根据所述压力采集单元在在第二采样时间段内测量的至少两个压力值得到。
本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的装置,包括:数据获取模块和动作识别模块;
所述数据获取模块,用于获取压力采集单元测量的至少两个压力值;所述压力采集单元,包括至少两个传感器,每个所述传感器用于测量该传感器接触的床部件位置上的压力;
所述动作识别模块,用于根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的系统,包括:至少一个数据处理终端;
所述数据处理终端,用于获得压力采集单元测量的至少两个压力值,并根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作;
所述压力采集单元,用于对一张床对应的至少两个传感器所承受的压力进行测量。
可选的,所述数据处理终端,还用于根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的上下床动作。
可选的,所述系统,还包括:监控主机;
所述监控主机,用于获得所述数据处理终端的识别结果,并根据所述识别结果,触发对该数据处理终端获得的压力值对应的床的看护提示。
可选的,所述监控主机与所述数据处理终端采用无线方式通信。
可选的,所述监控主机与所述数据处理终端通过433MHz无线射频通信。
可选的,所述压力采集单元包括至少两个参数相同的绝对压力传感器。
可选的,所述压力采集单元包括两个传感器:第一传感器和第二传感器;
若所述床包括四条支腿:床头左侧支腿、床头右侧支腿、床尾左侧支腿和床尾右侧支腿,则所述第一传感器和所述第二传感器分别设置所述床头左侧支腿下方和所述床头右侧支腿下方;
或者,所述第一传感器和所述第二传感器分别设置所述床尾左侧支腿下方和所述床尾右侧支腿下方。
可选的,所述压力采集单元包括至少三个传感器:第一传感器、第二传感器和第三传感器;
若所述床包括四条支腿:床头左侧支腿、床头右侧支腿、床尾左侧支腿和床尾右侧支腿,则所述第一传感器和所述第二传感器分别设置所述床头左侧支腿下方和所述床头右侧支腿下方,所述第三传感器设置在所述床尾右侧支腿下方或者所述床尾左侧支腿下方;
或者,所述第一传感器和所述第二传感器分别设置所述床尾左侧支腿下方和所述床尾右侧支腿下方,所述第三传感器设置在所述床头右侧支腿下方或者所述床头左侧支腿下方。
本申请实施例还提供了一种终端,包括:处理器以及存储器;所述存储器,用于存储程序代码;所述处理器,用于调用所述存储器中存储的程序代码以执行上述任意一个实施例所提供的用于监测用户动作的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,所述机算机可读存储介质中存储有指令,当所述指令在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行上述任意一个实施例所提供的用于监测用户动作的方法。
本申请实施例还提供了一种计算机程序产品,其特征在于,所述计算机程序产品在终端设备上运行时,使得所述终端设备执行上述任意一个实施例所提供的用于监测用户动作的方法。
与现有技术相比,本申请至少具有以下优点:
在本申请实施例中,通过对至少两个床部件位置上的压力进行测量,根据得到的至少两个压力值的变化情况,对用户在床上的姿态、动作等在床动作情况进行识别,无需看护人员实时的对床上用户的状态进行检测,也无需复杂的体感识别和图像处理算法,实现了对床上用户的在床动作实时的无人监控,简化了处理流程,提高了对在床用户异常情况的及时识别和反馈的效率,保证了在床用户的安全,提高了看护的效率和效果。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
随着社会老龄化的加重,养老机构和个人家庭中需看护的老人数量相应增加,导致看护人员无法时刻关注被看护老人的状态。此种社会背景下,老人不慎从床上跌落和睡眠异常等情况有时无法及时被看护人员获取到,以便看护人员及时提供相应救助。同时,在医院及部分家庭中,还存在着对病人进行看护的情况,同样也需对病人的情况进行实时的监控,以防意外的发生。
为了解决上述问题,本申请的发明人在研究中发现,现有的技术方案一般仅能够对床上用户(一般指人,例如上文中的老人和病人)的上下床状态,即用户上床或下床动作进行检测,对用户在床上的动作及姿态无法确定,从而无法实现对用户的状态的详细监控,仍然存在发生危险、用户安全无法保证的情况。
为此,本申请实施例提供了一种用于监测用户动作的方法、装置及系统,利用压力采集单元对床部件位置上的受压力情况进行测量得到的压力值,对用户的在床动作进行识别,从而实现对用户在床动作的监控,能够及时做出起身和下床动作等异常活动预警,为后续的看护提供数据支持,以防意外的发生,保证用户的安全,提高看护的效果。在本申请实施例中,用户的在床动作,具体指的是用户在床上的各种动作,包括但不限于:翻身、坐起、向床的一侧移动等。
需要说明的是,本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的方法、装置及系统,不仅可以应用在养老院、医院和不同家庭中实线对老人或病人在床动作的监测及看护,还可以应用于睡眠状态监测、婴幼儿在床状态监测、动物在床状态监测等其他需要对床上用户进行看护监测的场景。
为了便于说明和理解,下面对本申请实施例所涉及的床进行定义。
本申请实施例中所涉及的床,不仅可以是现今在养老机构、医院以及家庭中,老人或病人所用的具有至少四条支腿结构的病床或理疗床等,还可以是一般家庭中所使用的不具备支腿的箱式结构的床,也可以是其他任意结构及形状的供人躺卧的卧具或坐具,这里不再一一列举。下面均以具有四条支腿结构的病床为例对本申请具体实施例进行说明,其他结构卧具或坐具对应的实现方式与此类似,具体参见相关说明即可,不再赘述。
依据用户在床上的平躺姿态,可以将用户平躺的床面区域的俯视图近似视为长方形,如图1所示。为了方便理解和说明,在本申请实施例中对床的四个方向进行定义,当用户平躺在床上时,用户头部及脚部指向的长方形的两个短边,分别定义为第一短边和第二短边,用户左右手臂靠近的两侧为长方形的两个长边,分别定义为第一长边和第二长边,将第一长边和第二长边中点连线与第一短边和第二短边中点连线的交点定义为床中心点。具体的,第一长边可以是用户左手臂靠近的长边,第二长边可以是用户右手臂靠近的长边,或者,第一长边可以是用户右手臂靠近的长边,第二长边可以是用户左手臂靠近的长边;同理,第一短边可以是用户头部指向的短边,第二短边可以是用户脚部的指向的短边,或者,第一短边可以是用户脚部指向的短边,第二短边可以是用户头部的指向的短边,本申请实施例对此不做具体限定,图1仅为其中一种可能性的示例。
基于上述思想,为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面以图1所示的具体场景为例,结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明,其他场景的实现方式与此类似,具体参见相关说明即可,这里不再一一列举。
参见图2,该图为本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的方法的流程示意图。
本申请实施例提供的用于监测用户动作的方法,包括以下步骤S201-S202。
S201:获得压力采集单元测量的至少两个压力值。
其中,压力采集单元包括至少两个传感器,每个传感器均用于测量该传感器接触的床部件位置上的压力。
作为一个示例,压力采集单元包括的至少两个传感器,具体可以是绝对压力传感器,在一些可能的情况中,为了简化算法逻辑、提高处理速度,该至少两个传感器可以是参数接近或参数相同的绝对压力传感器。
在本申请实施例中,获得压力采集单元测量的两个压力值的方式可以是经由有线通信链路(如经由数据线传输),也可以是采用无线通信(如蓝牙、无线射频、无线局域网等)的方式获得,在此不作具体限定。
可以理解的是,床上物体或人的动作必然会导致其对床施加的力发生变化,为了准确的对床上用户的动作(即用户的在床动作)进行识别,可以根据压力采集单元对床部件位置上所受的压力情况进行测量的测量结果,得知床上物体或用户对床施加的力的变化情况,从而识别出用户的在床动作。
在本申请实施例中,床部件指的是床的任意一个部位,包括但不限于支腿和床板等。传感器与床部件接触,不仅包括直接的接触,例如传感器直接设置在床的支腿下方、床板和床垫的接触面上或支腿接触的地面上,还包括间接的接触,例如床的支腿接触的地板下方、床板上铺设的床垫上方等。
在实际应用中,为了便于后续的在床动作识别以及使用中的后续维护,可以将压力采集单元包括的至少两个传感器设置在床的支腿下方,也就是说,利用压力采集单元包括的传感器对床施加给地面的压力进行测量,以得到用于识别用户的在床动作所需的至少两个压力值。下面以传感器设置在床的支腿下方为例继续对本申请实施例进行详细说明,传感器设置在床的其他位置时的具体实施方式与此类似,具体参见相关说明即可,就不再一一赘述。
S202:根据至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
在本申请实施例中,至少两个压力值的变化包括但不限于每两个压力值之和增加或减小、每两个压力值之差增加或减小以及每个压力值的变化量的大小等。
可以理解的是,用户的在床动作会导致床的四个支腿对地面的压力发生变化,但仅通过一个传感器测量得的压力值的变化,不足以准确的区分用户的各种在床动作,例如,当设置一个传感器测量第一长边和第一短边的交点处的压力时,仅能对用户靠近该交点或远离该交点进行识别,无法准确识别出用户具体的在床动作。因此,在本申请实施例中,利用至少两个传感器对其接触的床部件上的压力值的变化,对用户的在床动作进行识别,以提高对用户在床动作识别的准确性和精度,保证看护的效果和用户的安全。
在一个例子中,假设压力采集单元包括两个传感器,这两个传感器分别对第一长边上的两条支腿对地面的压力进行测量,得到两个压力值。当这两个压力值之和增大时,即可识别出用户向第一长边的方向移动或翻身;反之,则可识别出用户向第二长边的方向移动或翻身;当靠近第一短边的传感器测量的压力值减小而靠近第二短边的传感器测量的压力值增大时,即可识别出用户在床上坐起;等等。
在另一个例子中,假设压力传感器包括分别设置在第一长边侧、第二长边侧和第一短边侧的床板和床垫之间的三个传感器:传感器1、传感器2和传感器3,对床垫在这三个部位对床板的压力进行测量,得到三个压力值。当传感器1的测量值逐渐增大,而传感器2的测量值逐渐减小时,可识别出用户向第一长边移动;当传感器1的测量值逐渐减小,而传感器2的测量值逐渐增大时,可识别出用户向第二长边移动;当传感器3的测量值逐渐增大,则可识别出用户向第一短边移动;当传感器3的测量值逐渐减小,则可识别出用户向第二短边移动。
可以理解的是,上述两个例子仅仅是对步骤S202的示例性说明,不应视作对本申请的限制,在实际应用中压力传感单元还可以包括四个及四个以上的传感器,传感器的设置位置也不限于上述的例子,例如可以在床的一侧设置多个传感器,或者在床的一侧以及床的中心位置分别设置一个或多个传感器,或者将多个传感器以一定的形状排列设置在床的中心位置等等。具体实施时,可以根据压力采集单元包括的传感器数量以及传感器的设置方式,适应性的设定步骤S202的具体实现方式。下面将以两个传感器为例进行详细的说明,其他实现方式与此类似,具体参见相关说明即可,这里不再一一赘述。
在本申请实施例中,通过对至少两个床部件位置上的压力进行测量,根据得到的至少两个压力值的变化情况,对用户在床上的姿态、动作等在床动作情况进行识别,无需看护人员实时的对床上用户的状态进行检测,也无需复杂的体感识别和图像处理算法,实现了对床上用户的在床动作实时的无人监控,简化了处理流程,提高了对在床用户异常情况的及时识别和反馈的效率,保证了在床用户的安全,提高了看护的效率和效果。
参见图3,该图为本申请实施例提供的另一种用于监测用户动作的方法的流程示意图。相较于图2,本实施例提供了一种更加具体的用于监测用户动作的方法。
在本申请实施例中,上述步骤S202可以具体包括以下步骤S2021-S2022。
S2021:以获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态。
在本申请实施例中,床的状态包括负载状态和空载状态。其中,负载状态指的是用户在床的状态;空载状态指的是用户不在床上的状态,包括床上无物品以及床上有物品的状态。
用户在床时,压力采集单元所测量的至少两个压力值必然与用户不在床时所测量的至少两个压力值不同。因此,根据获得的至少两个压力值即可对床的状态进行识别。例如,当该至少两个压力值之和超出一定值时,确定用户在床,床处于负载状态;反之,则确定用户不在床,床处于空载状态。下面将详细说明在实际应用中具体可以如何识别床的状态,这里先不赘述。
S2022:当床处于负载状态时,根据获得的至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
本实施例中,首先判断出用户是否在床,当用户在床时,再根据获得的至少两个压力值的变化识别用户的在床动作,排除了床上放置物体所导致的压力值的变化对在床动作识别的干扰,提高了对在床动作识别的准确度和精度。
下面以具有四条支腿的床、压力采集单元包括两个传感器为例,对具体如何识别用户的在床动作进行详细说明,可以理解的是,其他结构的卧具及其对应的识别方式与此类似,这里就不再一一赘述。
在本申请实施例可能的实现方式中,压力采集单元,包括:第一传感器A和第二传感器B;
其中,第一传感器A与第一长边的距离小于第一传感器A与第二长边的距离,第一传感器A和第一短边的距离小于第一传感器A与第二短边的距离,第二传感器B与第一长边的距离大于第二传感器B与第二长边的距离,第一传感器A和第二传感器B的连线平行于第一短边,例如图4所示;此时,压力采集单元测量的至少两个压力值,包括:第一传感器A测量得到的第一压力值,以及,第二传感器B测量得到的第二压力值。
相应的,如图5所示,上述实施例中所述的根据至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作的步骤,具体可以包括以下步骤S501-S502。
S501:获得第一压力值和第二压力值在预设时间间隔内的变化量,得到第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2。
可以理解的是,预设时间间隔可以是本领域技术人员在实际应用中设定的对压力采集单元测量的压力值进行获得时所采用的采样间隔,也可以是根据该采样间隔具体设定的,例如,预设时间间隔可以是采样间隔的整数倍等,本申请实施例对此不做具体限定。
则,第一变化量ΔW1为第一时刻获取的第一压力值与第一时刻的预设时间间隔后的第二时刻获取的第一压力值之差;第二变化量ΔW2为第一时刻获取的第二压力值与第一时刻的预设时间间隔后的第二时刻获取的第二压力值之差。
S502:根据第一变化量ΔW1、第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作。
可以理解的是,由于第一传感器A和第二传感器B设置的位置不同,用户在床上动作时所导致的第一传感器A和第二传感器B测量的压力值的变化量也会随之发生不同程度的变化。因此,在本申请实施例中,利用压力传感器测量的至少两个压力值的变化量与预设阈值的大小关系,可以识别出用户的在床动作。
在本申请实施例中,预设阈值可以根据实际情况(如在床用户的体重、在床用户的移动习惯、设备或环境噪声以及测量误差等)具体设定,本申请实施例对此不做具体限定。下面将详细说明具体如何确定用户的在床动作,并举例说明具体如何设置预设阈值,这里先不赘述。
在本申请实施中,测量的压力值在一定时间段(即预设时间间隔)内的变化量,对用户的在床动作进行识别,提高了对在床动作识别的准确度和精度。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,步骤S502至少存以下三种可能的实现方式。
在第一种可能的实现方式中,步骤S502具体可以包括以下步骤S11-S14。
S11:当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近第一长边的方向移动;
S12:当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近第二长边的方向移动。
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg1≥0,Wg2≥0。
可以理解的是,当用户向床的第一长边侧或第二长边侧移动或翻身时,床的一个长边侧的受力逐渐增大而另一个长边侧的受力逐渐减小,当用户向靠近第一长边的方向移动或翻身时,第一压力值增大而第二压力值减小,第一变化量ΔW1大于0,而第二变化量ΔW2小于0;当用户向靠近第二长边的方向移动或翻身时,第二压力值增大而第一压力值减小,第一变化量ΔW1小于0,而第二变化量ΔW2大于0。
S13:当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近第一短边的方向移动。
S14:当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近第二短边的方向移动。
当用户向床的第一短边侧或第二短边侧移动或翻身时,床的一个短边侧的受力逐渐增大而另一个短边侧的受力逐渐减小。由于第一传感器A和第二传感器B与第一短边的距离小于其与第二短边的距离,因此,当用户向靠近第一短边的方向移动或坐起时,第一压力值和第二压力值增加,第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2大于0;当用户向靠近第二长边的方向移动或翻身时,第一压力值和第二压力值均减小,第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2均小于0。
这里需要说明的是,由于在实际应用中,第一传感器A和第二传感器B测量的压力值还可能受到床上物体变动的影响,例如,床上的枕头从第一长边侧转移至第二长边侧,此外,在传感器压力值采样时也会不可避免地产生采样量化噪声,出现第一变化量ΔW1大于0,而第二变化量ΔW2小于0的情况。但是,这种细微变化显然不是由于用户的在床移动所导致的。因此,在本申请实施例中,为了区分物体变动、采样误差和用户的在床动作的情况,在识别用户的在床动作时引入预设噪声阈值Wg1,当压力值的变化量超出预设噪声阈值Wg1时,确定该压力值的变化是由用户的在床动作所导致。
此外,在床用户的肢体动作和呼吸等轻微移动,同样会导致第一压力值和第二压力值的细微变化,为了排除用户发生轻微体动等情况对识别的干扰,本申请实施例在识别用户的在床动作时还引入预设判断阈值Wg2,当压力值的变化量超出一定范围时,才确定该压力值的变化是由用户的在床动作所导致,提高了在床动作识别的准确度。在具体实施时,本领域技术人员可以根据实际情况具体设定预设噪声阈值Wg1和预设判断阈值Wg2,例如预设噪声阈值Wg1可以为0.3kg,预设判断阈值Wg2为3kg。
在第二种可能的实现方式中,不仅可以识别出用户朝一个方向上的移动,还可以进一步识别出用户具体向床的四个角方向上的移动,细化用户的在床动作,提高对用户在床动作的识别精度。
可以理解的是,当用户向床四个角(包括第一长边和第一短边的夹角、第一长边和第二短边的夹角、第二长边和第一短边的夹角以及第二长边和第二短边的夹角)中任意一个的方向上移动时,必然会导致第一传感器A和第二传感器B测量的压力值变化程度不同。例如,当用户向第一长边和第一短边的夹角方向移动时,虽然第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2均增大,但是由于用户还向第一长边的方向移动,导致第一变化量ΔW1比第二变化量ΔW2的变化速率更快。因此,在本申请实施例中,在识别用户向床的四个边移动的基础上,还可以进一步根据第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2,对用户向床四个角方向和平行方向上的移动进行区分。
则,步骤S502具体可以包括如下步骤S21-S24。
S21:当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第一长边的方向移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近第一长边的方向移动的同时,向靠近第一短边的方向移动;若ΔW2|-ΔW1>Wg3,则确定用户向靠近第一长边的方向移动的同时,向靠近第二短边的方向移动。
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg3>0,Wg1≥0,Wg2≥0。
这里需要说明的是,Wg1和Wg2与上述第一种可能的实现方式所述的类似,具体参见相关说明即可,这里不再赘述。
由于用户在床上的轻微偏移和肢体动作,也可以导致第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2的大小关系的变化,因此,为了避免轻微偏移对在床移动的干扰,利用预设偏移阈值Wg3,当第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2之间的差值大于预设偏移阈值Wg3时,确定该压力值的变化是由用户的在床动作所导致;反之,则可以认为用户平行于第一短边(或第二短边)移动。在具体实施时,本领域技术人员可以根据实际情况具体设定预设偏移阈值Wg3,例如预设偏移阈值Wg3可以为1kg。
S22:当ΔW1<-Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第二长边的方向移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近第二长边的方向移动的同时,向靠近第一短边的方向移动;若ΔW1|-ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近第二长边的方向移动的同时,向靠近第二短边的方向移动。
S23:当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第二长边向第一短边的方向移动。
S24:当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第二长边向第二短边的方向移动。
可以理解的是,第二种实现方式的部分与第一种实现方式类似,具体参见上面的相关说明即可,这里就不再赘述。
利用上述步骤S21-S24,即可识别出用户向床的四个角或四个边的具体移动方向。
在第三种可能的实现方式中,提供了另一种可以识别出用户向床的四个角或四个边移动的方法。上述步骤S502,具体可以包括以下步骤S31-S34。
S31:当ΔW1>Wg1、ΔW1>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第二短边的方向移动;若ΔW1-ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近第一短边的方向移动的同时,向靠近第一长边的方向移动;若ΔW2-ΔW1>Wg3,则确定用户向靠近第一短边的方向移动的同时,向靠近第二长边的方向移动。
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg1≥0,Wg2≥0,Wg3>0。
这里需要说明的是,Wg1和Wg2与上述第一种可能的实现方式所述的类似,具体参见相关说明即可,这里不再赘述。
当用户向床的第一短边侧移动或翻身时,若用户靠近第一长边侧,则第一长边侧受力的变化量大于第二长边侧受力的变化量,即ΔW1-ΔW2>Wg3;若用户靠近第二长边侧,则第二长边侧受力的变化量大于第一长边侧受力的变化量,即ΔW2-ΔW1>Wg3;反之,则可以认为用户平行于第一短边(或第二短边)移动。
S32:当ΔW1<Wg1、ΔW2<Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第二短边的方向移动;若|ΔW1|-|ΔW2>Wg3,则确定用户向靠近第二短边的方向移动的同时,向靠近第一长边的方向移动;若ΔW2|-|ΔW1|>Wg3,则确定用户向靠近第二短边的方向移动的同时,向靠近第二长边的方向移动。
当用户向床的第二短边侧移动或翻身时,若用户靠近第一长边侧,则第一长边侧受力的变化量大于第二长边侧受力的变化量,即|ΔW1|-|ΔW2>Wg3;若用户靠近第二长边侧,则第二长边侧受力的变化量大于第一长边侧受力的变化量,即|ΔW2|-|ΔW1|>Wg3。
S33:当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第一长边的方向移动。
S34:当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第二长边的方向移动。
利用上述步骤S31-S34,也可以识别出用户向床的四个角或四个边的具体移动方向。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,为了保证对用户的在床动作的准确识别,排除压力采集单元故障或其他原因造成的误差,在步骤S202之前还包括数据校准的步骤。
具体的,该数据校准步骤可以包括:
在实际监测之前,确定用户不在床,若获得到的压力值之和大于第一校准阈值时,则确定需要进行数据校准;若该压力值之和小于或等于第一校准阈值,则可以执行步骤S202,对用户的动作进行监测;
在实际监测过程中,若获得到的压力值之和大于第一校准阈值,则确定需要进行数据校准;若该压力值之和小于或等于第一校准阈值,则可以执行步骤S202,对用户的动作进行监测。
这里需要说明的是,在本申请实施例中,第一校准阈值可以是压力采集单元测量的测量极限值,例如,当压力采集单元包括两个绝对压力传感器时,第一校准阈值则为这两个绝对压力传感器的测量极限值之和。
在一些可能的实现方式中,还可以将压力采集单元测量的压力值与预先记录的负载和空载状态时压力采集单元测量的压力值历史数据典型值之间的偏差对数据进行校准。若偏差值大于设定的第二校准阈值,则确定需要进行数据校准,若偏差值小于校准阈值,则可以执行步骤S202。
参见图6,该图为本申请实施例提供的又一种用于监测用户动作的方法的流程示意图。相较于图2,该图提供了一种更加具体的用于监测用户动作的方法。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,该用于监测用户动作的方法不仅可以用于对用户的在床动作进行监测,还可以对在床用户的生命迹象进行监测,以提高对用户的看护效果,进一步保证用户的安全。
具体的,在步骤S101之后,还包括如下步骤S601。
S601:根据获得的至少两个压力值,识别在床用户的生命迹象。
由于用户不在床时,床基本处于静止状态,压力采集单元采集的至少两个压力值误差即使在包含了系统的不稳定性、电路固有噪声、周围的震动、压力传感器采样误差和量化噪声等等所有噪声之后,都落在一定的误差范围之内。并且,经过设定时间窗Tw(比如5秒)内的平均采样和平均化处理,会使压力值误差在一定的范围之内(比如0.05kg)。而有生命体在床时,由于不由自主的肢体活动和翻身和呼吸打鼾等活动,会导致压力采集单元采集的压力值的变化远远大于系统的固有误差(如±0.2kg)。因此,通过分析获得的至少两个压力值,可以辅助性地识别在床用户的生命迹象。
举例而言,在本申请实施例一些可能的实现方式中,可以通过分析压力采集单元在一段时间(即第一采样时间段)内测量的至少两个压力值的离散性,识别在床用户的生命迹象。则,步骤S601具体可以包括以下步骤S6011-S6013。
S6011:以获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态。
与步骤S2021类似,下面将详细说明在实际应用中具体可以如何识别床的状态,这里先不赘述。
S6012:当床处于负载状态时,若在第一采样时间段内,该至少两个压力值之和的变化量超出第一预设范围,则确定用户有生命迹象。
S6013:当床处于负载状态时,若在第一采样时间段内,该至少两个压力值之和的变化量在第二预设范围之内,则确定用户失去生命迹象。此时,可激活紧急救治机制,例如紧急警报等。
在本申请实施例中,第一预设范围的最小值小于或等于第二预设范围的最小值,第一预设范围的最大值大于或等于第二预设范围的最大值。
需要说明的是,实际应用中,第一采样时间段Tm应当远大于设定时间窗Tw,以保证识别的准确度,例如Tw可以为5秒,则Tm可以为1800秒。
这里需要说明的是,当用户有生命迹象时,由于不自主的肢体活动(如翻身、呼吸和打鼾等)会使得压力采集单元采集的压力值在一定时间内(即第二采样时间段Tm)的变化量较大,大于用户失去生命迹象时(即仅包括噪声干扰)采集的压力值的变化量。因此,在本申请实施例一些可能的实现方式中,利用第一预设范围和第二预设范围对用户的生命迹象进行监控,当获得的压力的变化量在第一预设范围之外时,可认为该变化量是由于在床用户的不自主运动所导致的,进一步确定床处于负载状态且且用户有生命迹象;而当该变化量较小,在第二预设范围之内时,变化量仅由噪声导致,床虽然处于负载状态,但用户已失去生命迹象,可触发进一步的护理,提高了床的状态识别的精度,有利于对在床用户的监控。
在实际应用中,第一预设范围和第二预设范围可以根据压力采集单元的实际情况具体设定。作为一个实例,第一预设范围和第二预设范围可以根据预先设定的噪声阈值Wng设置,例如第一预设范围可以是(-3Wng,3Wng),即(-0.3,0.3),第二预设范围可以是(-1.2Wng,1.2Wng),即(-0.12,0.12)。其中,噪声阈值Wng用于区分系统或环境等噪声的干扰,可以预先设定噪声阈值Wng等于0.1kg。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,利用压力采集单元测量的压力值,不仅可以识别用户的在床动作,还可以对在床用户的生命迹象进行监控,进一步提高了对用户的监控,有助于看护人员的工作以及对在床用户健康的维护。
参见图7,该图为本申请实施例提供的再一种用于监测用户动作的方法的流程示意图。相较于图2,该图提供了一种更加具体的用于监测用户动作的方法。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,该用于监测用户动作的方法不仅可以用于对用户的在床动作进行监测,还可以对用户的上下床动作进行监测,以提高对用户的看护效果,进一步保证用户的安全。
具体的,在步骤S101之后,还包括如下步骤S701-S704。
S701:以获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态。
与步骤S2021和步骤S5011类似,下面将对具体如何识别床的状态进行举例说明,这里就先不赘述。
S702:监测当前床的状态变化。
S703:当床的状态从空载状态变为负载状态时,确定用户做出上床动作。
S704:当床的状态从负载状态变为空载状态时,确定用户做出下床动作。
可以理解的是,当床的状态由用户不在床变为用户在床,即用户从床下上床,用户做出上床动作;当床的状态由用户在床变为用户不在床,即用户从床上下床,用户做出下床动作。
下面举例说明如何识别床的状态。在本申请实施例一些可能的实现方式中,识别床的状态至少存在以下两种可能的实现方式:
在第一种可能的实现方式中,以获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态,具体可以包括如下步骤:
(1)当获得的至少两个压力值之和在第三预设范围内时,若该至少两个压力值中的任意一个在预设时间内的变化量在第四预设范围内,则确定床处于负载状态。
需要说明的是,当用户在床时,对床的压力以及床对地面的压力会收到姿势、体重和其他物品或人的影响而发生一定范围内的变化。因此,在本申请实施例中,第一预设范围用于确定用户在床时压力采集单元测量到的,即用户在床时步骤S201中获得的至少两个压力值之和可能落在的范围,当获得到的至少两个压力值之和在第三预设范围之内时,则用户可能在床。
在实际应用中,第三预设范围可以根据用户在床时压力采集单元测量的至少两个压力值之和Wn进行设置。这里需要说明的是,具体实施时需要考虑到床上用品的变化对获得的压力值的影响,如可以将第三预设范围设置为(k1Wn,k2Wn),其中0<k1<1,1<k2<2。作为一个示例,第三预设范围可以为(0.5Wn,1.5Wn)。
还需要说明的是,在具体实施时,床上物体的变动也会导致获得的至少两个压力值落在第三预设范围之内,仅仅通过第三预设范围,仍然无法对床上的是用户还是其他无生命物体进行区分。因此,为了保证在床动作识别的准确性,消除物体变动对识别的干扰,本申请实施例还可以引入第四预设范围,通过对获得的至少两个压力值中的至少一个在预设时间内的变化情况,来区分用户和无生命物体。在实际应用中,预设时间可以根据实际情况具体设定,例如可以将预设时间设置为5秒。
由于用户在床时,必然会因人的轻微体动(如呼吸等动作)造成其对床压力的发生轻微变化,而物体的变动造成压力变动与轻微体动造成的压力变动相比更大,引入第四预设范围对压力值的轻微变化进行识别,可以对轻微体动和物体变动进行区分,进而对用户是否在床做出判断。
在实际应用中,第四预设范围可以根据经验给出。需要注意的是,由于在一些可能的情况下,压力采集单元测量的至少两个压力值会受到系统的不稳定性、电路固有噪声、周围的震动、压力传感器采样误差和量化噪声等干扰,例如在采用电阻式绝对压力传感器对受力点所受的压力进行测量时,压力传感器所使用的电阻会发生抖动,导致压力传感器的测量值出现误差,因此,若将第四预设范围设置较小,则压力值的测量误差会对床的状态的判断造成干扰。因此,第四预设范围的设置需避免压力传感器的测量误差的干扰,例如可以将第四预设范围的最大值设置为压力传感器的测量误差的两倍。
基于上面的说明可知,当获得的至少两个压力值之和落在第三预设范围内时,可以确定用户或与用户重量相近的物体在床。然后,通过判断该至少两个压力值之和在预设时间内的变化量是否在第四预设范围内,以区分用户和无生命物体,对用户是否在床(即床是否处于负载状态)进行识别。
(2)当获得的至少两个压力值之和在第三预设范围内时,若该至少两个压力值在预设时间内的变化量均不落在第四预设范围内,则确定床处于空载状态。
基于上面对负载状态判断的说明可知,若获得的至少两个压力值之和在第三预设范围内时,存在用户在床和物品在床两种情况。但用户在床时,人的轻微体动必然会导致其对床的压力发生轻微的变化,而无生命物体则不存在这种情况,因此,引入第四预设范围对用户的轻微体动进行识别。在本例子中,若获得的至少两个压力值在预设时间内的变化量均不落在第四预设范围内,则说明床的负重不存在轻微体动,用户不在床,即床处于空载状态。
第三预设范围和第四预设范围与上面对负载状态判断举例中说明的类似,具体参见上面的相关说明即可,这里不再赘述。
(3)当获得的至少两个压力值之和在第五预设范围内时,确定床处于空载状态。
在本申请实施例中,第五预设范围的最大值小于或等于第三预设范围的最小值。也就是说,第五预设范围用于确定床的负载小于或等于用户在床时床的负载,当该至少两个压力值之和在第五预设范围内时,可以确定床的负载小于用户在床时床的负载,确定用户不在床,床处于空载状态。
与第三预设范围类似,第五预设范围也可以根据用户在床时压力采集单元测量的至少两个压力值之和Wn进行设置。这里需要说明的是,具体实施时同样需要考虑到床上用品的变化对获得的压力值的影响,如可以将第五预设范围设置为(-∞,k3Wn),其中0<k3<1。作为一个示例,第五预设范围可以为(-∞,0.5Wn)。
在第二种可能的实现方式中,以至少两个压力值为依据,识别床的状态,具体可以包括如下步骤:
当获得的至少两个压力值之和在第六预设范围内时,确定床处于空载状态;当获得的至少两个压力值之和在第七预设范围内时,确定床处于负载状态。
其中,第六预设范围的最大值小于或等于第七预设范围的最小值。
在本申请实施例中,第六预设范围和第七预设范围均可以根据压力采集单元在一段时间内的测量值得到。例如,将(Wk0-Wa1,Wf0-Wb1)作为第六预设范围,将(Wf0-Wb1,Wf0+Wb2)作为第七预设范围。
其中,Wk0和Wf0分别是根据压力采集单元在一段时间(即第二采样时间段)内的测量值统计得到的,用户不在床和在床时压力采集单元测量的至少两个压力值之和的平均值,下面将举例说明具体如何确定Wk0和Wf0;第一阈值Wa1、第二阈值Wb1和第三阈值Wb2用于区分床上无物品、床上有物品以及用户在床这三种状态。在实际应用中,可以根据实际情况对第一阈值Wa1、第二阈值Wb1和第三阈值Wb2进行具体设定,这里不再一一赘述。
作为一个示例,假设Wk0=50kg、Wf0=80kg、Wa1=8kg、Wb1=12kg、Wb2=50kg,则当获得的至少两个压力值之和在(42kg,68kg)内时,确定床处于空载状态;当获得的至少两个压力值之和在(68kg,130kg)内时,确定床处于负载状态。
下面举例说明具体如何确定Wk0和Wf0:
首先,分别统计压力采集单元在第二采样时间段内测量得到的至少两个压力值的数据序列,得到至少两个数据序列;
然后,对这至少两个数据序列分别进行如下处理:
确定该数据序列的平均值;分别统计该数据序列中大于和小于其平均值的数据,得到第一序列和第二序列;分别计算第一序列和第二序列的平均值,得到第一平均值和第二平均值。
最后,将每个数据序列的第一平均值之和记做Wf0,将每个数据序列的第二平均值之和记做Wk0。
可以理解的是,在实际应用中,压力采集单元采集的至少两个压力值一般对应于两种状态,一是用户在床,压力值较大;二是用户不在床,压力值较小。综合一段时间(即第二采样时间段)内采集的压力值(即数据序列),应当平均分布在较大和较小的两个区间,分布在数据序列的平均值的上下两侧。因此,在本申请实施例中,首先确定数据序列的平均值以区分用户在床和不在床时所采集的压力值,然后即可分别将用户在床和不在床时所采集的压力值的平均值作为判断用户在床或不在床的依据。
可选的,经上述步骤得到Wk0和Wf0后,还可以以用户的体重等数据为依据,利用预设的校准有效判定阈值,对Wk0和Wf0进行校准验证。例如,设定校准有效判定阈值Wc为大于0的正数,当Wf0-Wk0>Wc,则验证通过,可以利用Wk0和Wf0进行床的状态的识别。具体实施时,可以根据实际情况对校准有效判定阈值进行具体设定,比如设定Wc=15kg。
需要指出的是,在实际应用中,可以通过智能化自学习功能,不断调整Wk0和Wf0,通过学习历史数据提高校准值的精度,并修正由于床上物品变化引起的校准值偏移。
在一些可能的实现方式中,还可以对物品是否在床进行识别,以提高对床的状态识别的精度,为后续数据处理提供依据。具体的,当获得的至少两个压力值之和在第一子范围内时,确定床处于空载状态且床上无物品;当获得的至少两个压力值之和在第二子范围内时,确定床处于空载状态且有物品。其中,第六预设范围包括第一子范围和第二子范围,第一子范围的最大值小于或等于第二子范围的最小值。例如,第一子范围为(Wk0-Wa1,Wk0+Wa1),第二子范围为(Wk0+Wa1,Wf0-Wb1)。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,还可以通过分析压力采集单元在一段时间(即第三采样时间段)内采集的压力值的离散性,辅助性地识别床的空载状态,提高识别的精度和准确性,更加有利于对在床用户的看护。
由于用户不在床时,床基本处于静止状态,压力采集单元采集的压力值误差即使在包含了系统的不稳定性、电路固有噪声、周围的震动、压力传感器采样误差和量化噪声等等所有噪声之后,都落在一定的误差范围之内。并且,经过设定时间窗(比如5秒)内的平均采样和平均化处理,会使压力值误差在一定的范围之内(比如0.05kg)。因此,通过分析第三采样时间段上的数据离散性,可以辅助性地识别床的状态。
需要说明的是,实际应用中,第三采样时间段应当远大于设定时间窗Tw,以保证识别的准确度,例如设定时间窗可以为5秒,则第三采样时间段可以为1800秒。
则,确定床处于空载状态,具体可以包括:
当获得的至少两个压力值之和在第一子范围内时,若在第三采样时间段内,获得的至少两个压力值之和的变化量在第八预设范围之内,即可进一步确定床处于空载状态且床上无物品;
当获得的至少两个压力值之和在第二子范围内时,若在第三采样时间段内,获得的至少两个压力值之和的变化量在第八预设范围之内,即可进一步确定床处于空载状态且有物品。
这里需要说明的是,第六预设范围可以根据实际情况具体设定,以区分系统或环境等噪声的干扰。例如,可以预先设定噪声阈值Wng=0.1kg,将第八预设范围设定为(-Wng,Wng),即(-0.1,0.1)。在本申请实施例中,引入第八预设范围即可避免噪声等因素对识别的干扰,提高识别的准确度。
基于上述实施例提供的用于监测用户动作的方法,本申请实施例还提供了一种用于监测用户动作的装置。
参见图8,该图为本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的装置的结构示意图。
本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的装置,包括:数据获取模块100和动作识别模块200;
数据获取模块100,用于获取压力采集单元测量的至少两个压力值。
其中,压力采集单元,包括至少两个传感器,每个传感器用于测量该传感器接触的床部件位置上的压力;
动作识别模块200,用于根据该至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
在本申请实施例中,通过对至少两个床部件位置上的压力进行测量,根据得到的至少两个压力值的变化情况,对用户在床上的姿态、动作等在床动作情况进行识别,无需看护人员实时的对床上用户的状态进行检测,也无需复杂的体感识别和图像处理算法,实现了对床上用户的在床动作实时的无人监控,简化了处理流程,提高了对在床用户异常情况的及时识别和反馈的效率,保证了在床用户的安全,提高了看护的效率和效果。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,动作识别模块200,具体可以包括:第一识别子模块和第二识别子模块;
第一识别子模块,用于以数据获取模块100获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态。
在本申请实施例中,床的状态包括负载状态和空载状态。
第二识别子模块,用于当第一识别子模块确定床处于负载状态时,根据所述至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。
作为一个示例,床的四个边分别为第一长边、第二长边、第一短边和第二短边,第一长边和第二长边平行,第一短边和第二短边平行,第一长边和第一短边垂直;至少两个传感器,包括:第一传感器和第二传感器,第一传感器第一长边的距离小于第一传感器与第二长边的距离,第一传感器和第一短边和距离小于第一传感器与第二短边的距离,第二传感器与第一长边的距离大于第二传感器与第二长边的距离,第一传感器和第二传感器的连线平行于第一短边。例如图4所示;获得的至少两个压力值,包括:第一传感器测量得到的第一压力值,以及,第二传感器测量得到的第二压力值;
则,动作识别模块200或第二识别子模块,具体可以包括:变化量确定子模块和动作识别子模块;
变化量确定子模块,用于获得第一压力值和第二压力值在预设时间间隔内的变化量,得到第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2;
动作识别子模块,用于根据第一变化量ΔW1和第二变化量ΔW2和预设阈值的大小关系,确定用户的在床动作。
在第一种可能的实现方式中,动作识别子模块,具体可以包括:第一子模块、第二子模块、第三子模块和第四子模块;
第一子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第一长边的方向移动;
第二子模块,用于当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第二长边的方向移动;
第三子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第一短边的方向移动;
第四子模块,用于当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,确定用户向靠近所述第二短边的方向移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg1≥0,Wg2≥0。
在第二种可能的实现方式中,动作识别子模块,具体可以包括:第五子模块、第六子模块、第七子模块和第八子模块;
第五子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第一长边移动;若ΔW1-ΔW2>Wg3,则确定用户向第一短边移动的同时,向第一长边的方向移动;若ΔW2-ΔW1>Wg3,则确定用户向第一短边移动的同时,向第二长边的方向移动;
第六子模块,用于当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第二短边向第二长边移动;若ΔW1|-|ΔW2>Wg3,则确定用户向第二短边移动的同时,向第一长边的方向移动;若|ΔW2|-|ΔW1|>Wg3,则确定用户向第二短边移动的同时,向第二长边的方向移动;
第七子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第一短边移动;
第八子模块,用于当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第二短边移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg1≥0,Wg2≥0,Wg3>0。
在第三种可能的实现方式中,动作识别子模块,具体可以包括:第九子模块、第十子模块、第十一子模块和第十二子模块;
第九子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第一短边移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向第一长边移动的同时,向第一短边的方向移动;若|ΔW2|-ΔW1>Wg3,则确定用户向第一长边移动的同时,向第二短边的方向移动;
第十子模块,用于当ΔW1<Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一长边向第二短边移动;若ΔW1+ΔW2>Wg3,则确定用户向第二长边移动的同时,向第一短边的方向移动;若|ΔW1|-ΔW2>Wg3,则确定用户向第一长边移动的同时,向第二短边的方向移动;
第十一子模块,用于当ΔW1>Wg1、ΔW2>Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第一短边向第一长边移动;
第十二子模块,用于当ΔW1<-Wg1、ΔW2<-Wg1,且|ΔW1|+|ΔW2|>Wg2时,若|ΔW1|+|ΔW2|<Wg3,则确定用户平行于第二短边向第二长边移动;
其中,Wg1为预设噪声阈值,Wg2为预设判断阈值,Wg3为预设偏移阈值,Wg1≥0,Wg2≥0,Wg3>0。
参见图9,该图为本申请实施例提供的另一种用于监测用户动作的装置的结构示意图。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,在图7的基础上,该装置还可以包括:生命识别模块300。
生命识别模块300,用于根据所述至少两个压力值,识别在床用户的生命迹象。
在本申请实施例中,不仅可以用于对用户的在床动作进行监测,还可以对在床用户的生命迹象进行监测,以提高对用户的看护效果,进一步保证用户的安全。
在本申请实施例一些可能的实现方式中,生命识别模块300,具体可以包括:第三识别子模块、第一确定子模块和第二确定子模块;
第三识别子模块,用于以数据获取模块100获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态;
第一确定子模块,用于当第三识别子模块确定床处于负载状态时,若在第一采样时间段内,该至少两个压力值之和的变化量超出第一预设范围,确定用户有生命迹象;
第二确定子模块,用于当第三识别子模块确定床处于负载状态时,若在所述第一采样时间段内,该至少两个压力值之和的变化量在第二预设范围之内,则确定用户失去生命迹象;
其中,第一预设范围的最小值小于或等于第二预设范围的最小值,第一预设范围的最大值大于或等于第二预设范围的最大值。
可选的,该装置还包括:状态识别模块、状态监测模块、第一确定模块和第二确定模块;
状态识别模块,用于以数据获取模块100获得的至少两个压力值为依据,识别床的状态;
状态监测模块,用于监测所述床的状态的变化;
第一确定模块,用于当状态监测模块确定床的状态从空载状态变为负载状态时,确定用户做出上床动作;
第二确定模块,用于当状态监测模块确定床的状态从负载状态变为空载状态时,确定用户做出下床动作。
在一些可能的实现方式中,第一识别子模块、第三识别子模块和状态识别模块,具体可以包括:第二判断子模块、第三判断子模块和第四判断子模块;
第二判断子模块,用于当数据获取模块100获得的至少两个压力值之和在第三预设范围内时,若该至少两个压力值中的任意一个在预设时间内的变化量在第四预设范围内,则确定床处于负载状态;
第三判断子模块,用于当数据获取模块100获得的至少两个压力值之和在所述第三预设范围内时,若该至少两个压力值在预设时间内的变化量均不落在所述第四预设范围内,则确定床处于空载状态;
第四判断子模块,用于当数据获取模块100获得的至少两个压力值之和在第五预设范围内时,确定床处于空载状态;
其中,第五预设范围的最大值小于或等于第三预设范围的最小值。
在另一些可能的实现方式中,第一识别子模块、第三识别子模块和状态识别模块,具体可以包括:第五判断子模块和第六判断子模块;
第五判断子模块,用于当数据获取模块100获得的至少两个压力值之和在第六预设范围内时,确定床处于空载状态;
第六判断子模块,用于当数据获取模块100获得的至少两个压力值之和在第七预设范围内时,确定床处于负载状态;
其中,第六预设范围的最大值小于或等于第七预设范围的最小值,第六预设范围和第七预设范围根据压力采集单元在在第二采样时间段内测量的至少两个压力值得到。
基于上述实施例提供的用于监测用户动作的方法和装置,本申请实施例还提供了一种用于监测用户动作的系统。
参见图10,该图为本申请实施例提供的一种用于监测用户动作的系统的结构示意图。
本申请实施例提供的用于监测用户动作的系统,包括:至少一个数据处理终端10。
数据处理终端10,用于获得压力采集单元20测量的至少两个压力值,并根据至少两个压力值的变化,识别用户的在床动作。具体识别方法可以参见上面的具体实施例,这里不再赘述。
其中,压力采集单元20,用于对一张床对应的至少两个受力点所承受的压力进行测量。作为一个示例,压力采集单元20包括至少两个参数相同的绝对压力传感器,以避免器件误差对识别结果的干扰。
在本申请实施例中,数据处理终端10和压力采集单元20之间的可以采用有线链路进行数据的传输,也可以采用无线链路进行数据的传输。
在实际应用中,数据处理终端10可以为印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)结构。数据处理终端10和压力采集单元20之间经数据线实现数据的传输。
下面结合病人看护的具体场景,对压力采集单元20测量的受力点分布情况进行说明。可以理解的是,其他结构的卧具对应的受力点分布情况与此类似,这里就不再一一赘述。
假设病人的病床包括四条支腿:床头左侧支腿41、床头右侧支腿42、床尾左侧支腿43和床尾右侧支腿44,如图11所示。
在一种可能的实现方式中,压力采集单元20包括两个传感器:第一传感器21和第二传感器22;
第一传感器21和第二传感器22分别设置床头左侧支腿41下方和床头右侧支腿42下方;或者,第一传感器21和第二传感器22分别设置床尾左侧支腿下方43和床尾右侧支腿44下方。
在另一种可能的实现方式中,压力采集单元20,包括三个传感器:第一传感器21、第二传感器22和第三传感器23;
第一传感器21和第二传感器22分别设置床头左侧支腿41下方和床头右侧支腿42下方,第三传感器23设置在床尾右侧支腿43下方或者床尾左侧支腿下方44;
或者,第一传感器21和第二传感器22分别设置床尾左侧支腿下方43和床尾右侧支腿44下方,第三传感器23设置在床头右侧支腿下方41或者床头左侧支腿42下方。
在一些可能的实现方式中,数据处理终端10,还用于根据获得的至少两个压力值的变化,识别用户的上下床动作。
在本申请实施例中,通过对床上至少两个受力点所承受的压力进行测量,根据受力点承受压力的变化情况,对用户在床上的姿态、动作等床上移动情况进行识别,无需看护人员实时的对床上用户的状态进行检测,也无需复杂的体感识别和图像处理算法,实现了对床上用户的在床动作实时的无人监控,进而提高了对在床用户异常情况的及时识别和反馈的效率,保证了在床用户的安全,提高了看护的效率和效果。
参见图12,该图为本申请实施例提供的另一种用于监测用户动作的系统的结构示意图。相较于图10,该图提供了一种更加具体的用于监测用户动作的系统。
在图10的基础上,该用于监测用户动作的系统,还包括:监控主机30。
监控主机30,用于获得数据处理终端10的识别结果,并根据识别结果,触发对该数据处理终端10获得的压力值对应的床的看护提示。
在本申请实施例中,看护提示用于提醒看护人员床上用户可能出现异常情况,需要检查或提供帮助。例如,若监控主机30的一定时间段内获得到的数据处理终端10的识别结果中,用户的在床动作次数超过一定数量,监控主机30则触发看护提示,以使看护人员对床上用户的睡眠情况进行检查。又例如,监控主机30在夜间获得的数据处理终端10的识别结果中,识别出床上用户下床,监控主机30同样触发看护提示,以使看护人员对该床用户进行检查,以防意外情况危及用户安全和健康。本领域技术人员可以根据实际需要,具体设定看护提示的触发条件,这里不再一一列举。
实际应用中,监控主机30和数据处理终端10之间可以采用一主多从的通信机制,即一台监控主机30获得至少一台数据处理终端10的识别结果,以节约成本、便于对床上用户的看护。具体实施时,可以将监控主机30设置在护士工作站内,以获得同一楼层或同一区域内病床上病人(即用户)的在床动作,对同一楼层或同一区域内的病人进行看护,以满足医院或养老院等场所大量的看护需求。
需要说明的是,由于在养老院或医院中,一般需要对多张床上的病人(即用户)状态进行检测,虽然监控主机30和数据处理终端10之间可以采用有线通信的方式实现数据的传输,但多张床的监控会导致布线复杂、不易变动和维护、易损坏等问题。因此,为了便于布局和维护,监控主机30与数据处理终端10可以采用无线方式通信,例如蓝牙、局域网、物联网和无线射频等。
作为一个示例,监控主机30与数据处理终端10可以通过433MHz无线射频通信。这里需要说明的是,虽然蓝牙和无线局域网(如WIFI)均可实现监控主机30与数据处理终端10之间的数据传输,但蓝牙和WIFI的传输范围较小,需要利用信号中继器扩大数据的传输范围,以使监控主机30获得同一楼层或区域中每张病床对应的数据处理终端10的识别结果,而433Hz无线射频技术的覆盖及数据传输范围较大,一般可以覆盖医院或养老院中同一楼层或区域中设置的病床区域,无需使用信号中继器,相应的节约了成本。
基于上述实施例提供的用于监测用户动作的方法、装置和系统,本申请实施例还提供了一种终端。该终端包括:处理器以及存储器。其中,存储器用于存储程序代码;处理器用于调用存储器中存储的程序代码以执行如上述具体实施例中所述的用于监测用户动作的方法。
基于上述实施例提供的用于监测用户动作的方法、装置和系统,本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质。该机算机可读存储介质中存储有指令,当该指令在终端设备上运行时,可以使得该终端设备执行如上述具体实施例中所述的用于监测用户动作的方法。
基于上述实施例提供的用于监测用户动作的方法、装置和系统,本申请实施例还提供了一种计算机程序产品。该计算机程序产品在终端设备上运行时,可以使得该终端设备执行如上述具体实施例中所述的用于监测用户动作的方法。
需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述比较简单,相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述,仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请作任何形式上的限制。虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请。任何熟悉本领域的技术人员,在不脱离本申请技术方案范围情况下,都可利用上述揭示的方法和技术内容对本申请技术方案做出许多可能的变动和修饰,或修改为等同变化的等效实施例。因此,凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰,均仍属于本申请技术方案保护的范围内。