CN115053275A - 用于识别移动终端设备的跌落的方法和设备 - Google Patents

Abstract

在下文中描述和要求保护的方法以及实施根据本发明的该方法的设备设置用于快速地检测由事故引起的、移动终端设备从支架中的移除并且产生相应信息，所述相应信息表征与所述事故相关的跌落或跌倒。为了实现根据本发明的方法，检测移动终端设备的转速传感器参量和加速度传感器参量。在此，识别移动终端设备的转动或旋转，其方式是，将当前检测到的和/或经整合的转速传感器参量与历史值和/或阈值进行比较。在另一步骤中，基于当前检测到的和/或经整合的加速度参量识别移动终端设备的运动。在此，可选地同样可以执行与历史值和/或阈值的比较。然后，基于识别出的转动和识别出的运动，确定车辆的尤其由事故引起的跌倒和/或移动终端设备从支架中跌落出来。

Description

用于识别移动终端设备的跌落的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种用于监测和识别移动终端设备的、尤其是从车辆上的支架中落出的终端设备的跌落或者跌倒的方法和设备。

背景技术

近年来，移动终端设备并且尤其是智能手机在电话业务以外的不同应用领域中的使用明显增加。因此，例如电动自行车已经可以借助随身携带的或者定位在车把上的智能手机来控制。

为了在跌落或者跌倒时保护移动终端设备的电子装置，许多这种类型的设备已经具有识别自由落体的方法，以便保护敏感部件，例如其方式是将这些部件切换为无电流。然而，这种类型的方法基本上针对的是，如果移动终端设备在使用时从用户手中跌落，识别立即的自由落体。

如果现在将这种类型的移动终端设备紧固在车辆上、例如两轮车的车把上，则自由落体的识别通常对于识别两轮车的事故不是有成效的(zielführend)。例如如果移动终端设备从两轮车上的支架中抛出来，则可以预期(飞行)运动，该(飞行)运动在较晚的阶段中才具有基本上自由落体。

因此，借助本发明应该实现一种方法以及一种设备，所述方法以及所述设备根据其他边际条件并且在其他可能的使用状况下更快速地识别移动终端设备的跌落或跌倒。

发明内容

在下文中描述和要求保护的方法以及实施根据本发明的该方法的设备设置用于快速地检测由事故引起的、移动终端设备从支架中的移除并且产生相应信息，所述相应信息表征与所述事故相关的跌落或跌倒。

为了实现根据本发明的方法，检测移动终端设备的转速传感器参量和加速度传感器参量。在此，识别移动终端设备的转动或旋转，其方式是，将当前检测到的和/或经整合的转速传感器参量与历史值和/或阈值进行比较。在另一步骤中，基于当前检测到的和/或经整合的加速度参量识别移动终端设备的运动。在此，可选地同样可以执行与历史值和/或阈值的比较。然后，基于识别出的转动和识别出的运动，确定车辆的尤其由事故引起的跌倒和/或移动终端设备从支架中跌落出来。可选地，速度和/或该运动的参量在此也可以起到作用，以便最终产生跌落识别信息。

由于在移动终端设备、例如智能手机从支架中抛出来时不发生正常的向下定向的跌落，因此可以更快速地探测跌落状况并且因此探测事故。由于在识别移动终端设备的跌倒或跌落时特别考虑转动，因此相对于纯粹的跌落探测，产生了在两轮车发生事故的情况下识别特别的状况的可能性。除此之外，通过移动终端设备从支架中转动出来以及运动出来的快速性，可以对跌倒进行分类，所述分类可以是对其他措施、尤其是紧急呼叫有帮助的。

在本发明的一种扩展方案中，在待探测的事故或跌倒或者跌落之前就已经检测转速传感器参量和/或加速度参量。因此能够推导出运动平面，车辆或两轮车在该运动平面中运动。因此，不仅可以辨认纵向方向x，车辆在该纵向方向上基本上向前运动，还可以辨认作为侧向的运动方向的横向方向y，例如在转弯行驶或者转向过程中能够识别该侧向的运动方向。通过检测移动终端设备在车辆或两轮车上的支架中的常规运动，恰恰在纵向方向和/或横向方向上的非典型偏差可以是用于根据移动终端设备从支架中抛出来识别事故的标志并且因此是触发器。可选地可以设置，恰恰是围绕垂直轴线(Hochachse)z的非典型转动的识别或者移动终端设备在z方向上的非典型运动同样暗示跌倒或者跌落并且因此可以导致产生跌落信息。

如果根据本发明的方法对在至少一个空间方向上的转速参量整合并且因此同时考虑转动或旋转的时间考量(zeitliche Berücksichtigung)，则对转动的识别证明是特别有利的。下面，可以因此将缓慢的旋转与快速的旋转区分开来，其方式是将如此获得的经整合的转动参量与相应的第一阈值进行比较。因此，最小转动速度可以是与第一阈值相关的，所述最小转动速度必须被达到，以便识别跌落的识别或者车辆的与此相关的事故。除此之外，通过考虑转动速度或者旋转速度也可以对事故进行分类，例如其方式是使用多个第一阈值，将尤其是经整合的转动参量与所述多个第一阈值进行比较。

为了识别移动终端设备的跌落或为了识别从其支架中的抛出，根据本发明设置，根据检测到的加速度参量识别移动终端设备的运动。因此，在突然出现加速度的情况下可以认为，尤其如果该加速度不沿行驶方向或不沿车辆的纵向方向和/或具有在正常行驶活动情况下不出现的非典型参量，则原因是移动终端设备从支架中意外地移除。为此，可以将当前的检测到的或者经整合的加速度参量与一个或者多个阈值进行比较。

在本发明的一种特别构型中设置，在全部三个空间方向上形成加速度方差并且将如此获得的值与第二阈值进行比较。如果在此得出总加速度方差在预给定的时间段内、例如在0.1s内高于第二阈值，则可以认为发生了突然的加速，该加速与移动终端设备从支架中抛出相关。

与在根据转速传感器参量识别转动或旋转时一样，在识别移动终端设备的运动时也可以考虑与车辆的或者两轮车的运动平面有关的空间加速度参量。

为了识别车辆的或者两轮车的运动平面，该运动平面同时也是移动终端设备的运动平面，可以考虑在车辆的可能的跌倒或者事故之前车辆的运动的转速传感器参量和/或加速度参量。然后，为了识别移动终端设备的转动或旋转或者运动，可以考虑使用在纵向方向或者横向方向上的相应分量。然而，替代地，也可以刚好使用在垂直轴线z的方向上的相应方向分量，因为该运动方向在车辆的正常行驶活动中只会带来相应传感器参量的或者其分量的小变化。

基于对车辆的跌倒或者跌落的识别或对移动终端设备从支架中的抛出的识别，该方法可以产生跌落信息的分类。因此，例如在特别明显的转动或者快速运动的情况下，可以认为车辆或者两轮车发生突然的跌倒。因此，为了请求相应帮助，可以设置，该方法基于所产生的跌落信息或者通过分类识别出的事故的严重程度建立与紧急情况的无线电连接。在此，同样可以在必要时已经发送关于事故的细节，尤其是GPS数据或者其他的供使用的信息。

由下面对实施例的描述或者由从属专利权利要求得出其他优点。

附图说明

图1示意性地示出具有移动终端设备的两轮车以及坐标系，该两轮车在正常的行驶活动的情况下在该坐标系中运动。图2的方框图示出根据本发明的设备的一种可能的实现方式。图3和图4的流程图描述根据本发明的方法的可能的实施例。

具体实施方式

为了描述本发明，从一种呈自行车10形式的两轮车出发，其中，其他车辆也可能配备有本发明，所述其他车辆例如是电动自行车、摩托车、电动滑板车(eScooter)、婴儿车、轻型摩托车或者还有汽车。在自行车10的当前情况下设置，智能手机20设置为移动终端设备，该移动终端设备安装在自行车10的车把上。智能手机20在此例如用作导航仪器和/或用作行驶动态参数的显示器。为了执行根据本发明的方法，智能手机20利用传感器值，所述传感器值由在智能手机20中供使用的传感器提供。自行车通常基本上在车道上沿纵向方向x向前运动。由于转向行驶和转弯行驶，通过附加的侧向的横向方向y张开运动平面。在垂直轴线z的方向上的运动例如在上坡和下坡行驶的框架中发生。可以在垂直轴线的方向上产生效果的其他运动通过在x轴线方向上的转动或者通过不平坦的车道产生。在d轴线的方向上的所有这些运动能够通过变化速度的表征性量级、即dz/dt相互区分。因此，例如，上坡或者下坡的行驶与自行车基本上沿着x轴线的侧向的倾翻相比与更长的时间常数相关。相反，车道不平坦度的突出之处在于在z方向上在短时间内的非常小的运动。

智能手机20内的传感器以其自己的坐标系取向。由于将智能手机安装在车把上，因此需要在取向方面重新校准到通过运动确定的坐标系中。因此，智能手机中的转速传感器或加速度传感器的空间分辨的传感器参量可以用于在正常的行驶活动期间检测所定义的坐标系。超过一定程度的可能发生的偏差，例如在z方向上，尤其是在时间相关性方面，可以因此被评价为用于自行车跌倒的标志。如上所述，在此可以考虑在z轴线的方向上的变化速度dz/dt所在的量级，以便将该运动用于跌倒识别。因此可以设置，在z方向上的变化必须存在足够长的时间，以便例如将该运动与粗糙的车道区分开来。

在图2中示意性地示出智能手机20，该智能手机具有分析处理单元100。该分析处理单元100具有存储器110，在该存储器中可以存储有不同的阈值。此外，分析处理单元100检测转速传感器120的和加速度传感器130的空间分辨的传感器参量。除此之外，分析处理单元100还可以检测其他传感器参量，如果该智能手机具有相应的传感器或者这些其他传感器参量可以从例如安装在两轮车上的外部传感器读入。在此例如能考虑，倾斜度传感器提供关于以自行车行驶的上坡的相应传感器参量，尤其是该行驶的爬坡速度(Steigungsgeschwindigkeit)。这种类型的附加的传感器参量可以提高随后对跌倒或者事故进行识别的精度，其方式是对作为基础的数据进行锐化。可选地，也可以设置，通过另外的连接由单独的模块140向分析处理单元100明确地告知发生的撞车。在这种情况下，分析处理单元100可以基于所获得的传感器参量推导出更好的事故分类并且必要时向应急中心170转发消息。在没有通过模块140的这种附加撞车信息的情况下，在分析处理单元100中实施的根据本发明的方法可以基于转速传感器参量和加速度参量识别出事故、跌倒或者也仅识别出智能手机20的从车把上的支架中的抛出，并且可以产生相应的跌落信息。然后，该跌落信息可以转发给相应的联络点150或者170或者也可以在屏幕160上显示。例如能考虑，拨打一般的紧急呼叫150或者联系特别的热线服务电话170。

根据图3的流程图，应描述对坐标系的可选的推导，该坐标系考虑自行车在车道上的运动。为此，首先在第一步骤200中检测在车辆或两轮车的正常行驶活动期间的空间分辨的转速传感器参量以及加速度参量。然后，在步骤220中由如此检测到的传感器参量推导出在优选的x/y方向上的运动平面。基于该方向定义，可以执行对智能手机的坐标系的校准。替代地或者附加地，通过运动平面的定义可以识别出智能手机20是否从该运动平面中运动出来，例如其方式是该智能手机从车把上的支架中被抛出来。

可选地，可以在另外的步骤240中检查检测到的传感器参量是否足够用于推导出在x/y方向上的运动平面。如果不是这种情况，例如由于自行车当前在爬坡或者传感器数据不是唯一明确的或者是过于模糊的，则可以重新进行步骤200中的对传感器数据的检测。

根据本发明的用于识别自行车的跌倒或者智能手机从其支架中的跌落的方法应在下文中根据图4的流程图来描述。首先，在第一步骤300中检测用于转速和加速度的空间分辨的传感器参量。为此尤其设置，该方法在智能手机上运行，该智能手机包含用于转速和加速度的相应传感器和在此所需要的与方向相关的分辨率。为了获得可信赖(belastbar)且唯一明确的传感器值，可以设置，检测一系列加速度参量，例如在100Hz的采样率的情况下检测超过10个样本。在下一步骤310中，由如此检测到的加速度参量根据

σ² _ax，ay，az＝σ² _ax+σ²ay+σ² _az

形成加速度方差的和。如果该加速度方差σ2ax，ay，az高于能预给定的第三阈值SW₃，则可以推断出发生事故、撞击或者碰撞，这是智能手机从支架中抛出来的原因并且因此导致加速度。如果该加速度方差小于第三阈值SW₃，则可以以步骤300重新遍历该方法或者可以结束该方法。在随后的步骤320中，至少在关于车辆的运动平面或该车辆的车辆坐标系的纵向方向x和横向方向y上，检测转速传感器信号。在垂直轴线z的方向上的转速传感器信号、尤其是其变化速度可以可选地保持不被考虑，以便不会由于快速的车把旋转而引起错误触发。在下一步骤330中，对如此获得的转速传感器参量整合，以便由此推导出智能手机的转动或旋转运动。可选地，在步骤330中附加地还可以执行对加速度信号的检查。除了检测到的、加速度的短期增加之外，可以由例如附加地在步骤320中检测到的当前加速度参量识别出自由落体。为此，例如可以形成加速度2范数(Beschleunigungs-2-Norm)或者也可以形成加速度的向量范数，以便识别出智能手机是否处在跌落运动中。可以将该参量与第二阈值SW₂(例如100ms内100mg)进行比较，以便由此推导出跌落运动。在下一步骤340中，可以如此由单个地或者共同地整合的转速传感器参量在与相应的第一阈值SW_1,x或者SW_1,y(关于各个方向分量)或SW_1,xy(关于xy方向上的方向向量)进行比较的情况下识别出是否存在智能手机的足够快的旋转，以便识别出从支架中的抛出并且因此识别出自行车的值得一提的跌倒或者事故。附加地，在步骤340中可以使用对跌落的智能手机的识别，以便验证该过程。可选地，也可以考虑两个条件的组合，所述两个条件即存在相应的转动并且存在自由落体，其中，在此可以对两个单个特征进行动态关联。因此可以设置，在存在小的加速度方差的情况下必须识别到较小的转动或者旋转，以便识别出跌倒。同样内容适用于相反情况，在该情况下，大的转动只需要小的加速度方差就可以探测到智能手机的抛出。如果不满足相应条件，即如果识别出不充分的转动或者智能手机没有处在跌落运动中，则可以以步骤320重新遍历该方法。否则，在步骤350中确定，智能手机的转动或旋转足够大(例如在传感器参量的检测的采样率为100Hz的情况下，例如在1s内Δγ>360°)，从而可以认为发生从支架中的抛出。在可选的随后的步骤360中，可以定义中止条件。在此，根据重新检测到的当前的加速度信号来识别，智能手机是否在从支架中抛出来之后已静止。如果不是这种情况，则可以以步骤320重新遍历该方法。这种重新的遍历使得能够探测碰撞或事故的严重程度，其方式是探测智能手机的较长时间的跌落。否则，在最后的步骤370中产生跌落信息。该跌落信息可以作为通知发送给急救服务。如果例如通过使用用于转动或者加速度的不同阈值来执行跌倒的分类，则也可以推断出事故的严重程度。在这种情况下，跌落信息可以包含分类，从而视事故的严重程度而定地执行不同应急措施。这可以从简单的通知直到带有对事故的已知参数的讨论(Durchgang)的紧急呼叫。

可选地，也可以设置，该方法通过下述方式探测撞车：检查支架中的电接触。如果对于该方法存在这种类型的单独的信息，则该方法可以专门用于事故的分类。

Claims (13)

1.一种用于识别移动终端设备(20)的跌落、尤其从支架中跌落的方法，其中，为了识别所述跌落，所述方法

检测所述移动终端设备(20)的转速传感器参量，并且

检测所述移动终端设备(20)的加速度参量，并且

根据所述转速传感器参量识别所述移动终端设备(20)的转动，并且

根据所述加速度参量识别所述移动终端设备(20)的运动，并且

根据识别出的转动和识别出的运动产生跌落信息。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述支架紧固在车辆(10)上，其中，所述方法

根据所述转速传感器参量或者加速度传感器参量识别所述车辆的运动平面，其中，所述运动平面由作为优选的运动方向的纵向方向(x)和作为侧向的运动方向的横向方向(y)组成，并且

根据在纵向方向和横向方向上的转速传感器参量识别所述转动。

3.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法

根据在至少一个空间方向上的转速传感器参量的整合形成至少一个转动参量，并且

根据所述转动参量高于第一阈值(SW₁)，识别出所述转动。

4.根据权利要求2和3所述的方法，其特征在于，所述方法对于所述运动平面的每个方向

形成转动参量并且分配第一阈值(SW_1,x，SW_1,y)，并且

根据所述转动参量高于分配给相应的转动参量的至少一个第一阈值(SW_1,x，SW_1,y)，识别出所述转动。

5.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法根据所述加速度参量高于第二阈值(SW₂)，识别出所述运动。

6.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法由多个方向分辨的加速度参量形成加速度方差，并且

根据所述加速度方差高于第三阈值(SW₃)，识别出所述运动。

7.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法

根据所述转速传感器参量或者加速度参量识别所述车辆的运动平面，其中，所述运动平面由作为优选的运动方向的纵向方向(x)和作为侧向的运动方向的横向方向(y)组成，并且

根据在纵向方向和横向方向上的加速度参量识别所述运动。

8.根据权利要求2或者7中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法

检测在所述车辆在所述运动平面中运动期间的转速传感器参量和/或加速度参量，并且

根据在纵向方向和横向方向上的转速传感器参量和/或加速度参量与所述车辆在所述运动平面中的运动的偏差，识别出所述移动终端设备的转动和/或运动。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法

由在所述车辆在所述运动平面中的运动中的、检测到的转速传感器参量和/或加速度参量推导出第五阈值(SW_5,ω，SW_5,a)，在所述车辆在所述运动平面中运动期间不高于所述第五阈值，并且

根据在纵向方向和横向方向上的、当前检测到的或者经整合的转速传感器参量和/或加速度参量高于至少一个第五阈值，识别出所述移动终端设备的转动和/或运动。

10.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法

根据所述移动终端设备的识别出的转动和/或识别出的运动产生所述跌落信息的分类。

11.根据上述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，所述方法根据所产生的跌落信息建立与紧急呼叫的无线电连接。

12.一种移动终端设备(20)，其用于安装在车辆、尤其是两轮车(10)上的支架上或者支架中，所述移动终端设备具有分析处理单元(100)，所述分析处理单元实施权利要求1至10中的方法中的一种方法，其中，所述分析处理单元(100)

检测所述移动终端设备(20)的转速传感器参量，并且

检测所述移动终端设备(20)的加速度参量，并且

根据所述转速传感器参量识别所述移动终端设备(20)的转动，并且

根据所述加速度参量识别所述移动终端设备(20)的运动，并且

根据识别出的转动和识别出的运动产生跌落信息。

13.根据权利要求12所述的移动终端设备(20)，其特征在于，所述移动终端设备(20)具有发送单元，所述发送单元根据所产生的跌落信息建立与紧急呼叫(150，170)的无线电连接。

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