CN111583583B - 用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统以及移动终端。所述安全监测装置包括定位装置、速度检测装置以及无线通信装置；所述反馈预警系统包括速度控制装置；所述速度检测装置监测所述智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集；所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，并将所述模式识别的结果发送给所述反馈预警系统；所述反馈预警系统基于所述模式识别的结果，提供控制信号给所述速度控制装置，所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度变化趋势。本发明的技术方案能够使得监护者或者护工能够提前预测到可能发生的异常情况，从而采取对应的应对措施，保证病人的安全。

Description

用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统

技术领域

本发明属于康复检测技术领域，尤其涉及一种用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统以及移动终端。

背景技术

中风是老年人的常见病，中风有很严重的后遗症，如瘫痪等。据临床实践表明，因中风引起的瘫痪，大多数是偏瘫、或单肢瘫、以及两次发作累及双侧肢体瘫痪，病人常伴语言障碍，因球麻痹常有呛咳，或某种程度的智力下降。

根据联合国最新人口发展报告，全球由于自然灾害、安全事故和疾病等原因造成的残疾人员的数量正在逐年增加，根据报告还可知晓全世界人口老龄化的速度也正在加快。这类人群由于各种事故和疾病造成下肢损伤或者患上脊髓硬化、损伤等疾病，使得他们的肌肉组织或者神经传输通道严重受损并导致局部甚至全身瘫痪。对于他们来说能够实现生活自理对其本人和家里都有非常重要的意义。因此，如何利用人机交互技术帮助身体机能不全的人群实现生活自理以及与外界的互动交流，在目前社会发展较好的情况下是需要考虑解决的一个重要技术问题。

虽然瘫痪病人无法行走，但是借助各种轮椅工具，瘫痪病人可以外出活动。一般来说，瘫痪病人外出需要监护人或者护工随时陪同。不过，随着瘫痪病人状况的改善还有对周围环境的熟悉，也可以尝试让其在一定程度上自由活动，即监护人或者护工不必随时监控，而让病人自己决定活动路径。另外，病人也可能存在独立活动的需求，不愿意身边时刻有监护人或者护工照看。这是因为，长期瘫痪病人除了要给予生理上的护理，更要给予精神上的疏导，长期处于被护理状态，病人的内心会产生一种无奈与愧疾感，从而影响生理健康。因此应当在条件允许的前提下，尽量让病人到室外活动，从而达到愉悦身心的目的，对病人的健康有很大帮助。

中国发明专利申请CN201911243924.3提出一种轮椅床一体化护理机器人系统及运行方法，包括：定位导航模块：导航传感器采集周围环境信息，通过通讯模块将信息传输给控制器，控制器处理周围环境信息得到设备位置；电机驱动模块：控制器根据控制信号调整驱动电机的工作状态；粗略位置获取模块：护理床部件向智能轮椅部件发送护理床部件的粗略位置信息；导槽位置识别模块：使用对接传感器采集图像信息，使用模板匹配的方法识别图像中导槽的位置；高精度对接模块：将采集到的图像中导槽的位置与目标图像中导槽的位置输入视觉伺服控制器中，控制智能轮椅部件实现高精度对接，具有结构灵活，使用简单，稳定性强的优点。

然而，虽然瘫痪病人有自由活动的需求，但是并不意味着监护者或者护工能够放任不管。因此，有必要在瘫痪病人的自由活动和监护者或者护工的监护力度之间取得一个平衡，从而既保证瘫痪病人能够自由活动，又能够使得监护者或者护工能够及时甚至提前预测到可能发生的异常情况，从而采取对应的应对措施，保证病人的安全。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提出一种用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统以及移动终端。所述安全监测装置包括定位装置、速度检测装置以及无线通信装置；所述反馈预警系统包括速度控制装置，所述安全监测装置设置于智能可移动设备上，所述智能可移动设备用于承载所述瘫痪病人；所述速度检测装置监测所述智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集；所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，并将所述模式识别的结果发送给所述反馈预警系统；所述反馈预警系统基于所述模式识别的结果，提供控制信号给所述速度控制装置，所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度变化趋势。本发明的技术方案能够使得监护者或者护工能够提前预测到可能发生的异常情况，从而采取对应的应对措施，保证病人的安全。

具体来说，本发明的技术方案包括两个方面：

在第一个方面，提供一种用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统，所述安全监测装置包括定位装置、速度检测装置以及无线通信装置；所述反馈预警系统包括速度控制装置；

所述安全监测装置设置于智能可移动设备上，所述智能可移动设备用于承载所述瘫痪病人；

所述智能可移动设备，可以是智能轮椅。

作为本发明的首要优点，在本发明中，所述速度检测装置监测所述智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集；所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，并将所述模式识别的结果发送给所述反馈预警系统；

所述反馈预警系统基于所述模式识别的结果，提供控制信号给所述速度控制装置，所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度变化趋势。

作为本发明的进一步优点，作为执行上述模式识别的关键技术手段，所述安全监测装置对所述速度矢量集V中的速度矢量元素Vi进行模式识别，具体包括：

所述速度检测装置监测智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集 V＝{V1，V2，…，Vn}，并将其发送给所述安全监测装置；

所述安全监测装置包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器用于接收所述速度矢量集，所述处理器利用计算机可执行指令代码，对所述存储器存储的所述速度矢量集进行如下处理：

S1：确定分组元素个数K；K>1；

S2：利用所述速度检测装置监测智能可移动设备，获得K个速度矢量；

S3：计算所述K个速度矢量中两两相邻的两个速度矢量中后一个速度矢量Vb与前一个速度矢量vf的差异度D:

S4：若所有D小于第一预定差值，则更新所述分组元素个数K：K＝K+1，返回步骤S2；

否则，将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置；

计算所述K个速度矢量中最后一个速度矢量与第一个速度矢量的的方向差异度DK1；

S5：如果所述D_K1大于第二预定差值，并将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，更新所述分组元素个数K：K＝K-1，返回步骤S2；

S6：如果K＝1，则将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息，发送给所述反馈预警系统。

在上述各个步骤中，所述步骤S4中的所述第一预定差值小于所述步骤S5中的所述第二预定差值。

作为进一步的优点，所述步骤S4中所述将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度值的变化范围不超过所述D。

所述步骤S5中所述将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度的方向的差异度不超过所述 D_K1。

更具体的，所述安全监测装置包括多个生理参数监测仪与振动传感仪；所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况；

所述安全监测装置利用所述多个多个生理参数监测仪，监测所述瘫痪病人的多个生理参数，并将其传输给所述反馈预警系统。

在所述步骤S4中，若所有D大于第一预定差值，则开启所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况。

作为优选，所述反馈预警系统设置于移动终端上，所述移动终端包括可视化界面。

与此相对应的，在第二个方面，本发明还提供一种移动终端，该移动终端连接前述一种用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统，通过所述移动终端上的反馈检测APP，将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息通过图形用户界面可视化的显示。

并且，所述移动终端包括双模蓝牙通信组件。

这里的移动终端，可以是护工或者监护者手持的移动终端，包括手机、平板电脑等各式便携终端；

值得指出的是，本发明中，可移动终端本身配置的双模蓝牙通信组件而非普通蓝牙。普通蓝牙仅能用于数据传输，而不能进行指令交互。本发明中，由于可穿戴设备需要接收移动终端的控制移动装置(例如智能轮椅) 的状态指令，因此，采用了具备指令交互功能的双模蓝牙组件，这是本发明的改进点之一。

本发明的进一步优点将结合说明书附图在具体实施例部分进一步详细体现。

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，下面将对实施例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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明一个实施例的用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统的整体架构图；

图2是图1所述装置的具体运行流程示意图的示意图；

图3是图1-2所述实施例中模式识别的两种示意图；

图4是图1-3所述实施例中差异度计算与速度控制的关系示意图；

图5是图3所述模式识别的另一个优选实施例流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对发明做出进一步的描述。

参照图1，是本发明一个实施例的用于瘫痪病人的安全监测装置与反馈预警系统的整体架构图。

图1中，所述安全监测装置包括定位装置、速度检测装置以及无线通信装置；所述反馈预警系统包括速度控制装置。

所述安全监测装置设置于智能可移动设备上，所述智能可移动设备用于承载所述瘫痪病人；

所述速度检测装置监测所述智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集；

所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，并将所述模式识别的结果发送给所述反馈预警系统；

所述反馈预警系统基于所述模式识别的结果，提供控制信号给所述速度控制装置，所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度变化趋势。

在图1基础上，进一步参见图2。

所述安全监测装置对所述速度矢量集V中的速度矢量元素Vi进行模式识别，具体包括：

所述速度检测装置监测智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集 V＝{V₁，V₂，…，V_n}，并将其发送给所述安全监测装置；

所述安全监测装置包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器用于接收所述速度矢量集，所述处理器利用计算机可执行指令代码，对所述存储器存储的所述速度矢量集进行如下处理：

S1：确定分组元素个数K；K>1；

S2：利用所述速度检测装置监测智能可移动设备，获得K个速度矢量；

S3：计算所述K个速度矢量中两两相邻的两个速度矢量中后一个速度矢量 Vb与前一个速度矢量vf的差异度D:

S4：若所有D小于第一预定差值，则更新所述分组元素个数K：K＝K+1，返回步骤S2；

否则，将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置；

计算所述K个速度矢量中最后一个速度矢量与第一个速度矢量的的方向差异度DK1；

S5：如果所述D_K1大于第二预定差值，并将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，更新所述分组元素个数K：K＝K-1，返回步骤S2；

S6：如果K＝1，则将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息，发送给所述反馈预警系统。

图2中，所述步骤S4中的所述第一预定差值小于所述步骤S5中的所述第二预定差值。

进一步参见图3，所述步骤S4中所述将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度值的变化范围不超过所述D。

所述步骤S5中所述将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度的方向的差异度不超过所述DK1。

结合图4，所述安全监测装置包括多个生理参数监测仪与振动传感仪；所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况；

所述安全监测装置利用所述多个多个生理参数监测仪，监测所述瘫痪病人的多个生理参数，并将其传输给所述反馈预警系统。

在所述步骤S4中，若所有D大于第一预定差值，则开启所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况。

所述反馈预警系统设置于移动终端上，所述移动终端包括可视化界面。

参见图5，作为所述模式识别进一步的优选实施例，

所述安全监测装置对所述速度矢量集V中的速度矢量元素V_i进行模式识别，还可以按照如下方式进行：

A1：确定分组元素个数K；K>1；

A2：利用所述速度检测装置监测智能可移动设备，获得K个速度矢量；

A3：计算所述K个速度矢量中两两相邻的两个速度矢量中后一个速度矢量 V_b与前一个速度矢量V_f的差异度D以及所述K个速度矢量中最后一个速度矢量与第一个速度矢量的的方向差异度D_K1：

A4：若所有D小于第一预定差值并且D_k1小于第二预定差值，则返回步骤 A2，

否则，进入步骤A5；

A5：将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息，发送给所述反馈预警系统，通过所述移动终端上的反馈检测APP，将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息通过图形用户界面可视化的显示。

图5实施例中其他的步骤或者手段与图1-4中相同，不再赘述。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (7)

1.一种用于瘫痪病人的系统，其包括安全监测装置与反馈预警系统，所述安全监测装置包括定位装置、速度检测装置以及无线通信装置；所述反馈预警系统包括速度控制装置；

其特征在于：

所述安全监测装置设置于智能可移动设备上，所述智能可移动设备用于承载所述瘫痪病人；

所述速度检测装置监测所述智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集；

所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，并将所述模式识别的结果发送给所述反馈预警系统；

所述反馈预警系统基于所述模式识别的结果，提供控制信号给所述速度控制装置，所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度变化趋势；

所述安全监测装置对所述速度矢量集中的速度矢量元素进行模式识别，具体包括：

所述速度检测装置监测智能可移动设备在预定时间段内的速度矢量集V＝{V₁，V₂，…，V_n}，并将其发送给所述安全监测装置；

所述安全监测装置包括至少一个存储器和至少一个处理器，所述存储器用于接收所述速度矢量集，所述处理器利用计算机可执行指令代码，对所述存储器存储的所述速度矢量集进行如下处理：

S1：确定分组元素个数K；K>1；

S2：利用所述速度检测装置监测智能可移动设备，获得K个速度矢量；

S3：计算所述K个速度矢量中两两相邻的两个速度矢量中后一个速度矢量V_b与前一个速度矢量V_f的差异度D:

S4：若所有D小于第一预定差值，则更新所述分组元素个数K：K＝K+1，返回步骤S2；

否则，将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置；

计算所述K个速度矢量中最后一个速度矢量与第一个速度矢量的方向差异度D_K1；

S5：如果所述D_K1大于第二预定差值，并将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，更新所述分组元素个数K：K＝K-1，返回步骤S2；

S6：如果K＝1，则将所述定位装置检测到的对应于所述速度矢量元素的采集时间点的位置信息，发送给所述反馈预警系统。

2.如权利要求1所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

所述步骤S4中的所述第一预定差值小于所述步骤S5中的所述第二预定差值。

3.如权利要求1所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

所述步骤S4中所述将D作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度值的变化范围不超过所述D。

4.如权利要求1所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

所述步骤S5中所述将D_K1作为控制信号反馈给所述速度控制装置，具体包括：

所述速度控制装置控制所述智能可移动设备的速度，使得所述智能可移动设备的在不同采样时间点测得的所有速度的方向的差异度不超过所述D_K1。

5.如权利要求1所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

所述安全监测装置包括多个生理参数监测仪与振动传感仪；所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况；

所述安全监测装置利用所述多个生理参数监测仪，监测所述瘫痪病人的多个生理参数，并将其传输给所述反馈预警系统。

6.如权利要求5所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

在所述步骤S4中，若所有D大于第一预定差值，则开启所述振动传感仪监测所述智能可移动设备的振动状况。

7.如权利要求1-6任一项所述的一种用于瘫痪病人的系统，其特征在于：

所述反馈预警系统设置于移动终端上，所述移动终端包括可视化界面。

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