CN116250828A - 跌倒检测方法及跌倒检测系统 - Google Patents

Abstract

一种跌倒检测方法及跌倒检测系统，该方法包括：获取用户佩戴的运动传感器采集的运动信号和生理传感器采集的生理信号；根据运动信号得到运动状态变化信息；根据生理信号得到生理状态变化信息；根据运动状态变化信息对用户是否发生跌倒进行第一判断，当运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征时，第一判断结果为用户发生跌倒；根据生理状态变化信息对用户是否发生跌倒进行第二判断，当生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，第二判断结果为用户具有发生跌倒的生理状态变化特征；当第一判断结果为用户发生跌倒，且第二判断结果为用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，进行跌倒报警。本方案能够提高跌倒检测的准确性和跌倒报警的针对性。

Description

跌倒检测方法及跌倒检测系统

技术领域

本发明总地涉及医疗设备技术领域，更具体地涉及一种跌倒检测方法及跌倒检测系统。

背景技术

随着社会和经济的发展，人口老龄化趋势越来越明显，老人的护理场景和市场越来越广阔。而在老人各种病症中，由于没有及时的看护，不小心跌倒导致中风骨折等病症的现象越来越多，因此能够及时准确的检测跌倒有着重要价值。

现有的跌倒检测设备通常采用运动传感器，根据运动传感器采集的运动信号来进行跌倒的检测。然而，由于跌倒的原因具有多样性，现有的跌到检测方案极易造成跌倒的误检或漏检。此外，并非所有的跌倒都需要急救，仅仅依靠运动信号检测跌倒难以区分需要急救的跌倒，从而增加了护理人员的负担。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明实施例第一方面提供了一种跌倒检测方法，所述方法包括：获取用户佩戴的运动传感器采集的运动信号；获取所述用户佩戴的生理传感器采集的生理信号；根据所述运动信号得到运动状态变化信息；根据所述生理信号得到生理状态变化信息；根据所述运动状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第一判断，其中，当所述运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征时，所述第一判断结果为所述用户发生跌倒；根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，其中，当所述生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征；当所述第一判断结果为所述用户发生跌倒，且所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，进行跌倒报警。

在一个实施例中，当所述第一判断结果为所述用户发生跌倒，且所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，所述方法还包括：根据所述运动状态变化信息和所述生理状态变化信息判断跌倒类型，所述跌倒类型包括生理因素引发的跌倒和非生理因素引发的跌倒。

在一个实施例中，所述根据所述运动状态变化信息和所述生理状态变化信息判断跌倒类型，包括：确定所述运动状态变化信息中出现预设运动状态变化特征的第一时刻；确定所述生理状态变化信息中出现预设生理状态变化特征的第二时刻；根据所述第一时刻和所述第二时刻判断跌倒类型。

在一个实施例中，所述根据所述第一时刻和所述第二时刻判断跌倒类型，包括：若所述第二时刻在所述第一时刻之后，则判断所述跌倒类型为非生理因素引发的跌倒；若所述第二时刻在所述第一时刻之前，则判断所述跌倒类型为生理因素引发的跌倒。

在一个实施例中，所述生理信号包括以下至少一种：心率信号、脉搏波信号、呼吸率信号；所述根据所述生理信号得到生理状态变化信息包括以下至少一项：根据所述心率信号得到心率变化信息，所述心率变化信息包括心率变化幅度和心率变化时间；根据所述脉搏波信号得到脉搏波变化信息，所述脉搏波变化信息包括脉搏波变化幅度和脉搏波变化时间；根据所述呼吸率信号得到呼吸率变化信息，所述呼吸率变化信息包括呼吸率变化幅度和呼吸率变化时间。

在一个实施例中，所述根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，包括：在得到用户发生跌倒的第一判断结果前后的预设时间范围内，若满足以下条件中的至少一个，则确定所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征：心率变化幅度超过第一预设阈值、脉搏波变化幅度超过第二预设阈值、呼吸率变化幅度超过第三预设阈值、所述心率信号中出现心率失常信号。

在一个实施例中，所述运动状态变化信息包括所述运动信号的波形变化信息和用户姿态的姿态变化信息；所述运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征包括：所述波形变化信息符合预设波形变化特征，并且所述姿态变化信息符合预设姿态变化特征。

在一个实施例中，所述波形变化信息包括加速度波形变化信息，所述波形变化信息符合预设波形变化特征，包括：所述波形变化信息依次包括失重阶段、超重阶段和后续阶段；在所述失重阶段，所述加速度波形变化信息中合加速度的大小小于重力加速度，在所述超重阶段，所述加速度波形变化信息中合加速度的大小大于重力加速度，在所述后续阶段，所述加速度波形变化信息在不同方向上的加速度分量的大小发生改变。

在一个实施例中，所述姿态变化信息符合预设姿态变化特征，包括：用户姿态由直立姿态变化为卧式姿态。

在一个实施例中，所述根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，包括：当所述第一判断结果为用户发生跌倒时，根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行所述第二判断。

本发明实施例第二方面提供一种跌倒检测系统，所述跌倒检测系统包括：运动传感器，配置为设置在用户的体表，以采集所述用户的运动信号；生理传感器，配置为设置在所述用户的体表，以采集所述用户的生理信号；处理器，用于接收所述运动信号和所述生理信号，以执行如上所述的跌倒检测方法。

在一个实施例中，所述跌倒检测系统包括佩戴在所述用户体表的至少一个移动监护设备，所述生理传感器设置在所述移动监护设备中，所述移动监护设备用于根据所述生理传感器采集的所述生理信号对所述用户进行监护。

在一个实施例中，所述移动监护设备包括第一移动监护设备和第二移动监护设备，所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备佩戴在所述用户体表的不同位置；所述第一移动监护设备包括第一生理传感器，所述第二移动监护设备包括第二生理传感器，所述第一生理传感器采集的第一生理信号和所述第二生理传感器采集的第二生理信号为不同类型的生理信号。

在一个实施例中，所述运动传感器集成在所述移动监护设备中，或者，所述运动传感器独立于所述移动监护设备以外。

在一个实施例中，所述运动传感器包括：第一运动传感器，设置在所述第一移动监护设备中，用于采集第一运动信号；以及，第二运动传感器，设置在所述第二移动监护设备中，用于采集第二运动信号。

在一个实施例中，所述第一移动监护设备具有第一外部通信接口，用于在所述第一移动监护设备和外部的所述处理器之间提供第一外部通信连接，所述第一移动监护设备配置为通过所述第一外部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述处理器；所述第二移动监护设备具有第二外部通信接口，用于在所述第二移动监护设备和外部的所述处理器之间提供第二外部通信连接，所述第二移动监护设备配置为通过所述第二外部通信连接将所述第二生理信号和所述第二运动信号发送至所述处理器。

在一个实施例中，所述第一移动监护设备具有第一内部通信接口，所述第二移动监护设备具有第二内部通信接口，所述第一内部通信接口和所述第二内部通信接口用于在所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备之间提供内部通信连接；所述第一移动监护设备配置为通过所述内部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述第二移动监护设备；所述第二移动监护设备具有外部通信接口，用于在所述第二移动监护设备与外部的所述处理器之间提供外部通信连接，所述第二移动监护设备配置为通过所述外部通信连接将所述第一生理信号、所述第一运动信号、所述第二生理信号和所述第二运动信号发送至外部的所述处理器。

在一个实施例中，所述第一移动监护设备具有第一内部通信接口，所述第二移动监护设备具有第二内部通信接口，所述第一内部通信接口和所述第二内部通信接口用于在所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备之间提供内部通信连接；所述第一移动监护设备配置为通过所述内部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述第二移动监护设备，所述处理器设置在所述第二移动监护设备中。

在一个实施例中，所述生理传感器包括以下至少一种：心电传感器、脉搏波传感器、呼吸传感器和血氧传感器。

本发明的跌倒检测方法和系统基于运动信号和生理信号共同判断用户是否发生跌倒，能够提高跌倒检测的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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示出了根据本发明一个实施例的跌倒检测方法的示意性流程图；

图2示出了根据本发明一个实施例的第一加速度信号和第二加速度信号的示意图；

图3示出了根据本发明一个实施例的第一加速度信号和第二加速度信号的合加速度信号的示意图；

图4示出了根据本发明一个实施例的跌倒检测系统的示意性框图；

图5示出了本发明一个实施例的移动监护设备的示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的目的、技术方案和优点更为明显，下面将参照附图详细描述根据本发明的示例实施例。显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是本发明的全部实施例，应理解，本发明不受这里描述的示例实施例的限制。基于本发明中描述的本发明实施例，本领域技术人员在没有付出创造性劳动的情况下所得到的所有其它实施例都应落入本发明的保护范围之内。

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

应当理解的是，本发明能够以不同形式实施，而不应当解释为局限于这里提出的实施例。相反地，提供这些实施例将使公开彻底和完全，并且将本发明的范围完全地传递给本领域技术人员。

在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时，单数形式的“一”、“一个”和“所述/该”也意图包括复数形式，除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”，当在该说明书中使用时，确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时，术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。

为了彻底理解本发明，将在下列的描述中提出详细的结构，以便阐释本发明提出的技术方案。本发明的可选实施例详细描述如下，然而除了这些详细描述外，本发明还可以具有其他实施方式。

下面，首先参考图1描述根据本发明一个实施例的跌倒检测方法，图1示出了根据本发明实施例的跌倒检测方法100的示意性流程图。

如图1所示，本发明实施例的跌倒检测方法100包括如下步骤：

在步骤S110，获取用户佩戴的运动传感器采集的运动信号；

在步骤S120，获取所述用户佩戴的生理传感器采集的生理信号；

在步骤S130，根据所述运动信号得到运动状态变化信息；

在步骤S140，根据所述生理信号得到生理状态变化信息；

在步骤S150，根据所述运动状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第一判断，其中，当所述运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征时，所述第一判断结果为所述用户发生跌倒；

在步骤S160，根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，其中，当所述生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征；

在步骤S170，当所述第一判断结果为所述用户发生跌倒，且所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，进行跌倒报警。

由于跌倒类型的多样性和人体运动姿态的多样性，很多非跌倒的运动状态变化特征与跌倒的特征类似，仅根据运动信号进行跌倒检测容易导致跌倒的误检测与误报警，增加医护人员的负担。从本质上来讲，真正需要检测的跌倒主要为使人体的生理参数发生显著变化以及需要急救的跌倒，因此，本发明实施例的跌倒检测方法100根据运动信号和生理信号共同进行跌倒检测，提高了跌倒检测的准确性和跌倒报警的针对性。

本发明实施例的跌倒检测方法100基于同一用户佩戴的运动传感器和生理传感器而实现。其中，运动传感器为一个或者多个加速度计或者加速度计和陀螺仪或者加速度计、陀螺仪和电子罗盘的组合，运动传感器可以设置在用户的躯干、手臂等部位，以表征用户的运动状态。在一些实施例中，运动传感器包括第一运动传感器和第二运动传感器，第一运动传感器用于采集第一运动信号，第二运动传感器用于采集第二运动信号，第一运动传感器和第二运动传感器分别佩戴在同一用户的躯干处和手臂处。躯干指人体的身躯，具体指人体除四肢和头部以外的部分，包括颈部、胸部、腹部等。手臂指的是人的上肢，具体指人体肩膀以下、手腕以上的部位，包括上臂、手肘、前臂或手腕等。在一个示例中，第一运动传感器可以佩戴在用户胸口处，第二运动传感器可以佩戴在用户的手腕处。第一运动传感器和第二运动传感器可以直接附着在用户的身体上或衣物上，也可以集成在其他设备中。由于跌倒时躯干处的运动特征和手腕处的运动特征差异较大，分别基于躯干处和手臂处的运动传感器采集的运动信号来检测跌倒能够提高跌倒检测的全面性，避免漏检。

示例性地，第一运动传感器可以包括第一加速度计，用于采集第一加速度信号，或者，第一运动传感器可以同时包括第一加速度计和第一陀螺仪，分别用于采集第一加速度信号和第一速度信号。第二运动传感器可以包括第二加速度计，用于采集第二加速度信号，或者，第二运动传感器可以同时包括第二加速度计和第二陀螺仪，分别用于采集第二加速度信号和第二速度信号。加速度计能够感测线性加速度与倾斜角度，其低频特性较好，能够测量低速的静态加速度，加速度计具体可以采用三轴加速度计、六轴加速度计等。陀螺仪能够感测单轴或多轴的旋转角速度，可精准感测自由空间中的复杂移动动作，陀螺仪具体可以采用三轴陀螺仪、六轴陀螺仪等。除了加速度计和陀螺仪之外，第一运动传感器和第二运动传感器还可以包括电子罗盘等其他类型的运动传感器。

生理信号传感器可以为心电传感器、血氧传感器、呼吸传感器、脉搏波传感器或者其他能表征跌倒前后生理参数变化的生理传感器中一种或者多种的组合。示例性地，生理传感器可以实现为移动监护设备的生理传感器。移动监护设备是能够对用户进行移动式监护的监护设备，在本实施例中，移动监护设备为佩戴在用户身体上的可穿戴式移动监护设备，用于在用户离开病床后继续实时监测用户的生理状态。移动监护设备还可以与监护仪等床旁监护设备或中央监护系统通信连接，将用户的状态传输到床旁监护设备或中央监护系统上进行显示。

在一些实施例中，移动监护设备包括第一移动监护设备和第二移动监护设备，第一移动监护设备和第二移动监护设备中设置有不同类型的生理传感器，分别用于检测不同类型的生理信号，以实现更全面的监护，移动监护设备检测的生理信号包括但不限于心电信号、呼吸信号、脉搏波信号、血氧信号、体温信号、有创血压信号、无创血压信号等。本发明实施例可以利用移动监护设备的至少两种类型的生理传感器进行跌倒检测，以提高跌倒检测的准确性。

进一步地，运动传感器也可以设置在移动监护设备中，使移动监护设备既能够实现监护功能，又能够实现跌倒检测功能。例如，运动传感器可以设置在移动监护设备的壳体内，具体可以设置在壳体内的电路板上。当移动监护设备包括第一移动监护设备和第二移动监护设备时，第一运动传感器可以设置在第一移动监护设备中，第二运动传感器可以设置在第二移动监护设备中。第一移动监护设备可以与第二移动监护设备通信连接，例如，第二移动监护设备可以将第二生理信号和第二运动信号发送至第一移动监护设备，由第一移动监护设备根据第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号共同进行跌倒检测。第一移动监护设备和第二移动监护设备也可以分别将第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号发送至第三方设备，由第三方设备根据上述信号进行跌倒检测。

在其他实施例中，运动传感器也可以集成在除移动监护设备以外的其他可穿戴式设备中，例如，集成在手环、手表、胸带等消费级可穿戴式的第三方设备中。可选地，运动传感器也可以为专门的运动传感器设备，而非集成在其他设备中。独立的运动传感器或集成在第三方设备中的运动传感器可以将采集到的运动信号传递到移动监护设备进行后续处理，也可以将运动信号传递到其他处理器进行后续处理。

获取运动信号后，可以根据运动信号得到运动状态变化信息，根据运动状态变化信息对用户是否发生跌倒进行第一判断。获取生理信号后，可以根据生理信号得到生理状态变化信息，并根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断。其中，当运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征时，第一判断结果为用户发生跌倒；当生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，第二判断结果为用户具有发生跌倒的生理状态变化特征。

本发明实施例对步骤S130至步骤S160的执行顺序不做限制。例如，在一个实施例中，可以将步骤S150中进行的第一判断作为预判断，将步骤S160中的第二判断作为最终判断，仅在第一判断结果为用户发生跌倒时，根据生理状态变化信息对用户是否发生跌倒进行第二判断，从而减少进行第二判断所需的运算量。具体地，可以在第一判断结果为用户发生跌倒时执行步骤S140，根据生理信号得到生理状态变化信息，并根据生理状态变化信息进行第二判断；也可以在第一判断结果为用户发生跌倒时执行步骤S150，根据生理状态变化信息执行第二判断。

在另一个实施例中，步骤S150也可以与步骤S160同步进行，即同时进行第一判断和第二判断，并基于第一判断结果和第二判断结果共同决策是否进行跌倒报警，以提高跌倒报警的即时性。在其他实施例中，也可以先进行步骤S160中的第二判断，仅在第二判断结果为用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，再进行步骤S150中的第一判断。

在步骤S130中，从运动信号中提取的运动状态变化信息包括运动信号的波形变化信息和用户姿态的姿态变化信息。运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征包括：波形变化信息符合预设波形变化特征，并且姿态变化信息符合预设姿态变化特征。其中，预设波形变化特征和预设姿态变化特征是根据跌倒的特性得到的。通过对跌倒形态进行分析，本发明实施例将跌倒过程分为以下几个阶段：

第一阶段为失重阶段，为人体由于滑倒、绊倒、受到他力推倒等，导致身体前倾、后倾或者侧倾，从身体直立到跌倒倒地的阶段，该阶段人体处于失重状态，其竖直方向的加速度小于重力加速度，且速度越来越大；

第二阶段为超重阶段，为人体跌倒撞击地面的阶段，该阶段由于人体受到强烈的撞击而受到强烈的向上加速度，其竖直方向的加速度大于重力加速度，且向下的速度迅速变小；

第三阶段为后续阶段，为跌倒之后人体受到生理状态的调节，发生抖动或者其他状态。

同时，跌倒前后人体的姿态将发生变化，从直立、坐立、步行姿态变化为卧式姿态。

综上所述，在跌倒过程中，运动信号的波形和人体的姿态都发生了显著改变，因此可以基于运动信号的波形变化特征和姿态变化特征进行跌倒的识别。具体地，运动信号的波形变化信息包括加速度波形变化信息，波形变化信息符合预设波形变化特征包括：波形变化信息依次包括失重阶段、超重阶段和后续阶段；在失重阶段，加速度波形变化信息中合加速度的大小小于重力加速度，在超重阶段，加速度波形变化信息中合加速度的大小大于重力加速度，在后续阶段，加速度波形变化信息在不同方向上的加速度分量的大小发生改变。姿态变化信息符合预设姿态变化特征包括：用户姿态由直立姿态变化为卧式姿态。卧式姿态即躯干或手臂与地面接触，且二者的水平高度基本一致。用户的姿态可以根据速度随时间的积分得到，也可以根据不同方向上加速度的相对大小或速度的相对大小得到。

进一步地，考虑到在跌倒过程中，一些情况下躯干先着地，一些情况下手臂先着地，使得在某些跌倒中手臂处的运动信号的波形变化特征较为明显，某些跌倒躯干处的运动信号的波形变化特征较为明显，因此，本发明实施例基于躯干和手臂处的运动信号共同进行第一判断。具体地，步骤S110中，获取用户佩戴的运动传感器采集的运动信号包括获取由佩戴在用户躯干处的第一运动传感器采集的第一运动信号和由佩戴在同一用户手臂处的第二运动传感器采集的第二运动信号，第一运动信号至少包括第一加速度信号，第二运动信号至少包括第二加速度信号。在步骤S130中，根据运动信号获取运动状态变化信息包括：根据第一运动信号获取第一运动状态变化信息，以及根据第二运动信号获取第二运动状态变化信息。由于躯干处的运动比较稳定，而手臂处的运动波动较大，因而第一波形变化信息误差较小，可将其作为主要判断依据，第二波形变化信息误差较大，可将其作为辅助判断依据。波形变化信息比姿态变化信息更能体现跌倒特征，因此第一运动状态变化信息包括第一波形变化信息和第一姿态变化信息，第二运动状态变化信息包括第二波形变化信息。由于第一波形变化信息是根据躯干处的第一运动信号得到的，体现了躯干处的运动特征，第二波形变化信息是根据手臂处的第二运动信号得到的，体现了手臂处的运动特征，基于第一波形变化信息和第二波形变化信息共同判断用户是否发生跌倒能够提高跌倒检测的准确性，避免发生漏检或误检。

参见图2，如图2为行走过程中发生跌倒时产生的第一加速度信号和第二加速度信号。通过图2可以得知，在发生跌倒之前，第一加速度信号和第二加速度信号均呈现为行走过程中的波形，其波形特征变化幅度较小，且规律性较强；在跌倒发生时刻，第一加速度信号和第二加速度信号的波形均发生了显著的变化。图3示出了第一加速度信号和第二加速度信号的合加速度信号，图3所示的第一加速度信号和第二加速度信号的波形明显体现了前文所述的跌倒形态：

在失重阶段1，第一加速度信号的和第二加速度信号的合加速度均小于重力加速度g，表明躯干和手臂向下加速运动；

在超重阶段2，即跌倒撞击地面的过程中，人体由于受到强烈的撞击而产生了一个强烈的向上加速度，其竖直方向的加速度大于重力加速度，向下的速度迅速变小，从图3中可以看出，第一加速度信号和第二加速度信号的合加速度均大于重力加速度g，并且大于2g甚至4g；

在后续阶段3，通过图2所示的第一加速度信号的和第二加速度信号的X、Y、Z轴加速度的相对大小可以看出，X、Y、Z轴加速度的相对大小发生了改变，对应着人体的姿态发生了变化，其中Z轴与人体的横截面垂直，Z轴加速度的相对变化表明人体的躯干由直立姿态转换为了卧式姿态。

基于以上对跌倒形态的分析，波形变化信息符合预设波形变化特征包括第一波形变化信息和第二波形变化信息均包括失重阶段、超重阶段和后续阶段。

进一步地，波形变化信息符合预设波形变化特征还包括：在失重阶段，第一波形变化信息的变化幅度大于第二波形变化信息的变化幅度；在超重阶段，第二波形变化信息的变化幅度大于第一波形变化信息的变化幅度。继续参见图3，在失重阶段，躯干处的第一加速度信号的变化较手臂处的第二加速度信号的变化更为明显，在超重阶段，手臂处的第二加速度信号的变化较手臂处的第一加速度信号的变化更为明显。需要说明的是，图3所示的为手臂先着地的情况下的第一加速度信号和第二加速度信号，若用户发生的是不受意识控制的跌倒，即躯干先着地，则由于躯干受地面的撞击更为猛烈，在超重阶段，躯干处的第一加速度信号的变化也将比手臂处的第二加速度信号的变化更为明显，即第一波形变化信息的变化幅度大于第二波形变化信息的变化幅度。

由于在失重阶段，向下的速度逐渐变大，在超重阶段，向下的速度迅速减小，因此，在一些实施例中，第一波形变化信息还包括第一速度的变化信息，第二波形变化信息还包括第二速度的变化信息，第一波形变化信息和第二波形变化信息中的至少一个符合预设波形变化特征，还包括以下至少一项：在失重阶段，第一速度随时间逐渐增大，在超重阶段，第一速度随时间逐渐减小；在失重阶段，第二速度随时间逐渐增大，在超重阶段，第二速度随时间逐渐减小。

通过对运动信号进行的上述分析可以得到用户是否发生跌倒的第一判断结果，但仅基于第一判断结果无法确定用户发生的跌倒是否为需要救助的跌倒，并且，除了跌倒以外，用户进行的一些其他运动也会产生与跌倒类似的运动信号。因此，本发明实施例还根据生理信号的变化对用户是否发生跌倒进行第二判断，并基于第一判断结果和第二判断结果共同决策是否进行跌倒报警。由于当用户发生跌倒时，其生理信号通常会发生显著的变化，例如，当用户发生跌倒时，人体受到紧张因素等影响，呼吸率会突然升高，心率会突然变大，脉搏波的强度也会因此发生剧烈的变化，甚至引起心律失常信号的产生，因此，当从生理信号中提取的生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，得到户具有发生跌倒的生理状态变化特征的第二判断结果。

其中，生理信号为在用户发生跌倒时发生剧烈变化的至少一路生理信号，具体可以包括心率信号、脉搏波信号和呼吸率信号中的至少一种。生理信号变化信息包括生理信号变化幅度和生理信号变化时间，生理信号变化幅度表征生理信号发生变化的程度，若生理信号发生较为剧烈的变化，表明用户可能发生跌倒；生理信号变化时间可以用于判断生理信号变化与运动信号变化在时间上的关联性，若二者在时间上关联紧密，则能够进一步确定生理信号的变化与跌倒相关。具体地，当生理信号包括心率信号时，根据生理信号得到生理状态变化信息包括根据心率信号得到心率变化信息，心率变化信息包括心率变化幅度和心率变化时间。当生理信号包括脉搏波信号时，根据生理信号得到生理状态变化信息包括根据脉搏波信号得到脉搏波变化信息，脉搏波变化信息包括脉搏波变化幅度和脉搏波变化时间。当生理信号包括呼吸率信号时，根据生理信号得到生理状态变化信息包括根据呼吸率信号得到呼吸率变化信息，呼吸率变化信息包括呼吸率变化幅度和呼吸率变化时间。

在一个实施例中，根据生理状态变化信息对用户是否发生跌倒进行第二判断，包括：在得到用户发生跌倒的第一判断结果前后的预设时间范围内，若满足以下条件中的至少一个，则确定用户具有发生跌倒的生理状态变化特征：心率变化幅度超过第一预设阈值、脉搏波变化幅度超过第二预设阈值、呼吸率变化幅度超过第三预设阈值、心率信号中出现心率失常信号。进一步地，可以根据运动信号得到用户在跌倒之后的姿态，若用户的姿态始终保持在卧式状态，并且生理状态变化信息满足以上条件中的至少一个，则可以判断用户发生了需要救助的跌倒，并进行跌倒报警，以提示医护人员对用户进行救助。

可选地，跌倒报警可以采用声音形式、灯光形式以及字符形式中的一种或多种。示例性地，可以由移动监护设备或与移动监护设备通信连接的床旁监护设备输出跌倒报警。由于本发明实施例结合生理信号和运动信号协同进行跌倒检测，能够识别到用户需要救助的情况并进行跌倒报警，从而减少误报警。

在一个实施例中，当第一判断结果为用户发生跌倒，且第二判断结果为用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，还可以根据运动状态变化信息和生理状态变化信息确定并输出跌倒类型，跌倒类型包括生理因素引发的跌倒和非生理因素引发的跌倒。输出跌倒类型的方式可以包括向监护设备或移动终端等外部设备发送包含跌倒类型的信息，或通过语音提示、文字提示等方式提示跌倒类型。

具体地，若用户发生的跌倒为生理因素引发的跌倒，则生理信号首先发生变化，之后跌倒发生、运动信号发生变化。反之，若用户发生的跌倒为非生理因素引发的跌倒，则运动信号首先发生变化，紧接着，生理信号由于紧张等原因而产生变化。因此，在根据运动状态变化信息和生理状态变化信息确定跌倒类型时，分别确定运动状态变化信息中出现预设运动状态变化特征的第一时刻、以及生理状态变化信息中出现预设生理状态变化特征的第二时刻，并根据第一时刻和第二时刻的先后关系判断跌倒类型。其中，若第二时刻在第一时刻之后，即运动信号变化在先、生理信号变化在后，则判断跌倒类型为非生理因素引发的跌倒；若第二时刻在第一时刻之前，即生理信号变化在先、运动信号变化在后，则判断跌倒类型为生理因素引发的跌倒。示例性地，生理因素引发的跌倒和非生理因素引发的跌倒分别对应不同的预设生理状态变化特征。

跌倒类型还可以有其他划分方式。示例性地，当运动信号包括佩戴在用户躯干处的第一运动传感器采集的第一运动信号和佩戴在用户手臂处的第二运动传感器采集的第二运动信号时，可以结合第一运动信号和第二运动信号共同识别跌倒类型。

例如，跌倒类型可以包括向前跌倒、向后跌倒和向侧边跌倒。向前跌倒、向后跌倒和向侧边跌倒主要体现在用户躯干姿态的变化上，因此，可以根据用户躯干处的第一姿态变化信息进行判断。具体地，若第一姿态变化信息对应于用户躯干姿态由直立状态变化为卧倒状态，则判断跌倒类型为向前跌倒；若第一姿态变化信息对应于用户躯干姿态由直立状态变化为仰倒状态，则判断跌倒类型为向后跌倒；若第一姿态变化信息对应于由用户躯干姿态由直立状态变化为侧倒状态，则判断跌倒类型为向侧边跌倒。

跌倒类型还可以包括受意识控制的跌倒和不受意识控制的跌倒。在跌倒过程中，若受意识控制，例如绊倒，则通常手臂先着地；若不受意识控制，例如晕倒，通常躯干先着地。因此，若要判断用户发生的是受意识控制的跌倒还是不受意识控制的跌倒，可以根据第一预处理结果确定用户躯干受到撞击的第一时刻，根据第二预处理结果确定用户手臂受到撞击的第二时刻，并根据第一时刻和第二时刻的先后关系确定跌倒类型：若第一时刻在第二时刻之前，则判断跌倒类型为受意识控制的跌倒；若第一时刻在第二时刻之后，则判断跌倒类型为不受意识控制的跌倒。区分受意识控制的跌倒和不受意识控制的跌倒有利于决策后续的治疗或护理，例如，若用户在跌倒后失去意识，医护人员可以根据输出的跌倒类型快速得知用户是失去意识引发跌倒，还是跌倒引发失去意识，从而及时进行后续的治疗。

在一些实施例中，还可以将跌倒类型划分为快速型跌倒、慢速型跌倒和特异型跌倒。快速型跌倒包括人体处于站立或者行走的状态中由于绊倒产生的向前跌倒，由于滑倒产生的向后跌倒，或者由于推倒产生的向左或向右跌倒等，快速型跌倒的特点是躯干和手臂的运动幅度均较大，且运动速度较快。慢速型跌倒为由于眼花或者起立过程中重力不稳导致的跌倒，此种跌倒过程中躯干没有剧烈的变化，但手臂有剧烈的变化。特异性跌倒例如从床上跌落等。在按照快速型跌倒、慢速型跌倒和特异型跌倒的分类方式度跌倒类型进行划分时，可以根据第一加速度、第二加速度、第一速度和第二速度的大小所在的范围确定跌倒类型。

在一些实施例中，基于上述对跌倒过程的分析，当判断用户发生跌倒时，还可以根据运动状态变化特征和生理状态变化特征生成跌倒过程描述，并向监护设备或移动终端等外部设备输出跌倒过程描述。跌倒过程描述例如包括生理信号类型、生理信号变化信息中出现的预设生理状态变化特征、运动状态变化信息中出现预设运动状态变化特征的第一时刻和生理状态变化信息中出现预设生理状态变化特征的第二时刻、失重阶段、超重阶段和后续阶段的起始时刻和结束时刻，各阶段用户手臂和躯干的运动方向、姿态变化等，输出跌倒过程描述有利于辅助医护人员确定跌倒原因，从而对用户进行有针对性的救助。

本发明的跌倒检测方法100基于运动信号和生理信号共同决策是否进行跌倒报警，能够提高跌倒检测的准确性和跌倒报警的针对性。

下面，参考附图4对本发明一个实施例中的跌倒检测系统400进行描述。本发明实施例的跌倒检测系统包括运动传感器410、生理传感器420和处理器430，运动传感器410配置为设置在用户的体表，以采集所述用户的运动信号；生理传感器420配置为设置在所述用户的体表，以采集所述用户的生理信号；处理器430连接运动传感器410和生理传感器420，用于执行跌倒上文所述的检测方法100的步骤。

本发明实施例的跌倒检测系统400通过用户佩戴的运动传感器410采集运动信号，同时基于同一用户佩戴的生理传感器420采集生理信号，基于运动信号和生理信号共同决策是否进行跌倒报警，能够提高跌倒检测的准确性和跌倒报警的针对性。

其中，运动传感器410为一个或者多个加速度计或者加速度计和陀螺仪或者加速度计、陀螺仪和电子罗盘的组合，运动传感器410可以设置在用户的躯干、手臂等部位，以表征用户的运动状态。在一些实施例中，运动传感器410包括第一运动传感器和第二运动传感器，第一运动传感器用于采集第一运动信号，第二运动传感器用于采集第二运动信号，第一运动传感器和第二运动传感器分别佩戴在同一用户的躯干处和手臂处。躯干指人体的身躯，具体指人体除四肢和头部以外的部分，包括颈部、胸部、腹部等。手臂指的是人的上肢，具体指人体肩膀以下、手腕以上的部位，包括上臂、手肘、前臂或手腕等。在一个示例中，第一运动传感器可以佩戴在用户胸口处，第二运动传感器可以佩戴在用户的手腕处。第一运动传感器和第二运动传感器可以直接附着在用户的身体上或衣物上，也可以集成在其他设备中。由于跌倒时躯干处的运动特征和手腕处的运动特征差异较大，分别基于躯干处和手臂处的运动传感器采集的运动信号来检测跌倒能够提高跌倒检测的全面性，避免漏检。

示例性地，第一运动传感器可以包括第一加速度计，用于采集第一加速度信号，或者，第一运动传感器可以同时包括第一加速度计和第一陀螺仪，分别用于采集第一加速度信号和第一速度信号。第二运动传感器可以包括第二加速度计，用于采集第二加速度信号，或者，第二运动传感器可以同时包括第二加速度计和第二陀螺仪，分别用于采集第二加速度信号和第二速度信号。加速度计能够感测线性加速度与倾斜角度，其低频特性较好，能够测量低速的静态加速度，加速度计具体可以采用三轴加速度计、六轴加速度计等。陀螺仪能够感测单轴或多轴的旋转角速度，可精准感测自由空间中的复杂移动动作，陀螺仪具体可以采用三轴陀螺仪、六轴陀螺仪等。除了加速度计和陀螺仪之外，第一运动传感器和第二运动传感器还可以包括电子罗盘等其他类型的运动传感器。

生理信号传感器420可以为心电传感器、血氧传感器、呼吸传感器、脉搏波传感器或者其他能表征跌倒前后生理参数变化的生理传感器中一种或者多种的组合。示例性地，生理传感器420可以实现为移动监护设备的生理传感器。移动监护设备是能够对用户进行移动式监护的监护设备，在本实施例中，移动监护设备为佩戴在用户身体上的可穿戴式移动监护设备，用于在用户离开病床后继续实时监测用户的生理状态。移动监护设备还可以与监护仪等床旁监护设备或中央监护系统通信连接，将用户的状态传输到床旁监护设备或中央监护系统上进行显示。

处理器430可以是中央处理单元(CPU)、图像处理单元(GPU)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或者具有数据处理能力和/或指令执行能力的其它形式的处理单元，并且可以控制监护系统中的其它组件以执行期望的功能。例如，处理器能够包括一个或多个嵌入式处理器、处理器核心、微型处理器、逻辑电路、硬件有限状态机(FSM)、数字信号处理器(DSP)、图像处理单元(GPU)或它们的组合。处理器430可以用于执行存储器中存储的程序指令，使得处理器430执行跌倒检测方法100。

在一些实施例中，参见图5，移动监护设备包括第一移动监护设备510和第二移动监护设备520，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520为佩戴在用户身体上的可穿戴式移动监护设备，用于在用户离开病床后继续实时监测用户的生理状态。第一移动监护设备510和第二移动监护设备520的佩戴方式可以是通过设备自带的腕带、绑带等绑定在人体上，可以是放置在衣服口袋中，贴附在用户体表，夹在用户衣服上，或者以上任意二者的组合。第一移动监护设备510和第二移动监护设备520中的至少一个还可以与监护仪等床旁监护设备或中央监护系统通信连接，将用户的状态传输到床旁监护设备或中央监护系统上进行显示。

第一移动监护设备510和第二移动监护设备520中设置有不同类型的生理传感器，分别用于检测不同类型的生理信号，包括但不限于心电信号、呼吸信号、体温信号、血氧信号、有创血压信号、无创血压信号等。具体地，第一移动监护设备510中设置有第一生理传感器，用于采集第一生理信号；第二移动监护设备中520设置有第二生理传感器，用于采集第二生理信号。第一生理信号和第二生理信号为不同类型的生理信号，分别包括但不限于心电信号、呼吸信号、脉搏波信号、体温信号、血氧信号、有创血压信号、无创血压信号。本发明实施例可以利用移动监护设备的至少两种类型的生理传感器进行跌倒检测，以提高跌倒检测的准确性。

进一步地，运动传感器410也可以设置在移动监护设备中，使移动监护设备既能够实现监护功能，又能够实现跌倒检测功能。例如，运动传感器可以设置在移动监护设备的壳体内，具体可以设置在壳体内的电路板上。当移动监护设备包括第一移动监护设备510和第二移动监护设备520时，第一运动传感器可以设置在第一移动监护设备510中，第二运动传感器可以设置在第二移动监护设备520中。第一移动监护设备510可以与第二移动监护设备520通信连接，例如，第二移动监护设备520可以将第二生理信号和第二运动信号发送至第一移动监护设备510，由第一移动监护设备510根据第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号共同进行跌倒检测。第一移动监护设备510和第二移动监护设备520也可以分别将第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号发送至第三方设备，由第三方设备根据上述信号进行跌倒检测。

继续参见图5，在一个示例中，第一移动监护设备510佩戴在用户躯干处，第一移动监护设备510中设置的第一生理传感器为心电传感器，所采集的第一生理信号为心电信号；第二移动监护设备520佩戴在用户手臂处，第二移动监护设备520中设置的第二生理传感器为血氧传感器，所采集的第二生理信号为血氧信号。第一移动监护设备510和第二移动监护设备520还通过线缆串联多个电极片，多个电极片佩戴在用户身体的不同部位。示例性地，心电传感器可以串联多个电极片中的至少部分电极片。第二移动监护设备520中的血氧传感器包括血氧探头，血氧探头可以为夹持式结构，用于夹持在用户手指上，通过光强信号测量血氧参数值，例如血氧浓度。第一移动监护设备510和第二移动监护设备520还可以包括除心电传感器和血氧传感器之外的其他类型的生理传感器。例如，第二移动监护设备520还可以集成有脉搏波传感器，脉搏波传感器也可以单独设置，并连接第二移动监护设备；至少部分电极片还可以构成呼吸传感器，呼吸传感器和心电传感器可以共用相同的电极片；第一移动监护设备510还可以集成有温度传感器，温度传感器包括从第一移动监护设备510中引出并延伸到用户腋下的体温探头，便于测量用户腋下的温度。

在一个实施例中，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520可以各自对外发送所采集的生理信号、运动信号等，由外部设备的处理器430对信号进行处理，从而减少第一移动监护设备510和第二移动监护设备520的体积和重量，提高设备的便携性和佩戴舒适度。外部设备可以是床旁监护仪、中央站等监护设备，也可以是手机、电脑、云端服务器等。具体地，第一移动监护设备510具有第一外部通信接口，用于在第一移动监护设备510和外部的处理器430之间提供第一外部通信连接，第一移动监护设备510配置为通过第一外部通信连接将第一生理信号和第一运动信号发送至处理器430。第二移动监护设备520具有第二外部通信接口，用于在第二移动监护设备520和外部的处理器430之间提供第二外部通信连接，第二移动监护设备520配置为通过第二外部通信连接将第二生理信号和第二运动信号发送至处理器430。第一外部通信接口和第二外部通信接口可以是任意通信协议的无线通信接口，可以是红外、蓝牙、无线保真(WiFi)、无线医疗遥测服务(WMTS)通讯等无线接口中的一个或多个，以太网、令牌环、令牌总线以及作为这三种网络的骨干网光纤分布数据接口(FDDI)构成的局域网接口中的一个或多个，也可以是异步传输标准接口、通用串行总线等有线数据连接接口中的一个或多个。

在另一个实施例中，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520中的一个可以作为主设备，另一个可以作为从设备，主设备用于获取从设备采集的运动信号和生理信号，连同自身采集的运动信号和生理信号一同向外部的处理器430转发，从而降低从设备的用电需求，节省设备的体积和成本。

具体地，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520分别具有内部通信接口，用于在第一移动监护设备510和第二移动监护设备520之间提供内部通信连接。其中，内部通信接口可以是任意通信协议的无线通信接口或有线通信接口。作为一种实现方式，可以将第二移动监护设备520作为主设备，第一移动监护设备510配置为通过内部通信连接将第一生理信号和第一运动信号发送至第二移动监护设备520，第二移动监护设备520具有外部通信接口，用于在第二移动监护设备520与外部的处理器430之间提供外部通信连接，第二移动监护设备520配置为通过外部通信连接将第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号发送至外部的处理器430。作为另外一种实现方式，可以将第一移动监护设备510作为主设备，第二移动监护设备520配置为通过内部通信连接将第二生理信号和第二运动信号发送至第一移动监护设备510，第一移动监护设备510具有外部通信接口，用于在第一移动监护设备510与外部的处理器430之间提供外部通信连接，第一移动监护设备510配置为通过外部通信连接将第一生理信号、第一运动信号、第二生理信号和第二运动信号发送至外部的处理器。

处理器430也可以是第一移动监护设备510或第二移动监护设备520自身的处理器。具体地，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520分别具有内部通信接口，用于在第一移动监护设备510和第二移动监护设备520之间提供内部通信连接；第一移动监护设备510配置为通过内部通信连接将第一生理信号和第一运动信号发送至第二移动监护设备520，处理器430设置在第二移动监护设备520中，由第二移动监护设备520的处理器430根据第一运动信号、第一生理信号、第二运动信号和第二生理信号进行跌倒检测，以及根据第一生理信号和第二生理信号进行监护；或者，第二移动监护设备520配置为通过内部通信连接将第二生理信号和第二运动信号发送至第一移动监护设备510，处理器430设置在第一移动监护设备510中，由第一移动监护设备510的处理器430根据第一运动信号、第一生理信号、第二运动信号和第二生理信号进行跌倒检测，以及根据第一生理信号和第二生理信号进行监护。

当由第一移动监护设备510或第二移动监护设备520自身的处理器430进行跌倒检测时，移动监护设备无需与其他外部设备通信连接即可实时进行跌倒检测，使跌倒检测系统400无需依赖外部通信连接即可正常运行。

示例性地，第一移动监护设备510和第二移动监护设备520中的至少一个还包括报警装置，例如电连接于处理器430的蜂鸣器和报警灯，用于在处理器430检测到用户发生跌倒时进行声光报警。

在其他实施例中，运动传感器410也可以集成在除了移动监护设备以外的其他可穿戴式设备中，例如，集成在手环、手表、胸带等消费级可穿戴式的第三方设备中。或者，运动传感器410也可以为专门的运动传感器设备，而非集成在其他设备中。独立的运动传感器410或者集成在第三方设备中的运动传感器410可以将采集到的运动信号传递到移动监护设备进行后续处理，也可以将运动信号传递到其他设备的处理器430进行后续处理。

在一个实施例中，跌倒检测系统400还包括第一气压计和第二气压计，第一气压计和第二气压计连接处理器430，第一气压计用于佩戴在用户躯干处，以采集第一气压信号，第二气压计用于佩戴在用户躯干处，以采集第二气压信号。若用户发生跌倒，第一气压信号和第二气压信号将发生显著变化，并且在用户跌倒之后，躯干和手臂将降低至同一水平高度，因此第一气压信号和第二气压信号最终将变化为基本一致的状态。基于以上特征，处理器430可以根据第一气压信号和第二气压信号辅助判断用户是否发生跌倒，提高跌倒检测的准确性。示例性地，第一气压计可以集成在第一移动监护设备中，第二气压计可以集成在第二移动监护设备中。

综上，本发明的跌倒检测系统400基于运动信号和生理信号共同判断用户是否发生跌倒，能够提高跌倒检测的准确性。

另外，本发明实施例还提供了一种计算机存储介质，其上存储有计算机程序。在计算机可读存储介质上可以存储一个或多个计算机程序指令，处理器可以运行存储装置存储的程序指令，以实现本文的本发明实施例中(由处理器实现)的功能以及/或者其它期望的功能，例如以执行根据本发明实施例的跌倒检测方法的相应步骤，在计算机可读存储介质中还可以存储各种应用程序和各种数据，例如应用程序使用和/或产生的各种数据等。

例如，计算机存储介质例如可以包括智能电话的存储卡、平板电脑的存储部件、个人计算机的硬盘、只读存储器(ROM)、可擦除可编程只读存储器(EPROM)、便携式紧致盘只读存储器(CD-ROM)、USB存储器、或者上述存储介质的任意组合。

尽管这里已经参考附图描述了示例实施例，应理解上述示例实施例仅仅是示例性的，并且不意图将本发明的范围限制于此。本领域普通技术人员可以在其中进行各种改变和修改，而不偏离本发明的范围和精神。所有这些改变和修改意在被包括在所附权利要求所要求的本发明的范围之内。

本领域普通技术人员可以意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、或者计算机软件和电子硬件的结合来实现。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的设备实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个设备，或一些特征可以忽略，或不执行。

在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

类似地，应当理解，为了精简本发明并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该本发明的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如相应的权利要求书所反映的那样，其发明点在于可以用少于某个公开的单个实施例的所有特征的特征来解决相应的技术问题。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。

本领域的技术人员可以理解，除了特征之间相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的替代特征来代替。

此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。

本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的一些模块的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。

应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。

Claims (19)

1.一种跌倒检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取用户佩戴的运动传感器采集的运动信号；

获取所述用户佩戴的生理传感器采集的生理信号；

根据所述运动信号得到运动状态变化信息；

根据所述生理信号得到生理状态变化信息；

根据所述运动状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第一判断，其中，当所述运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征时，所述第一判断结果为所述用户发生跌倒；

根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，其中，当所述生理状态变化信息符合预设生理状态变化特征时，所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征；

当所述第一判断结果为所述用户发生跌倒，且所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，进行跌倒报警。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，当所述第一判断结果为所述用户发生跌倒，且所述第二判断结果为所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征时，所述方法还包括：

根据所述运动状态变化信息和所述生理状态变化信息判断跌倒类型，所述跌倒类型包括生理因素引发的跌倒和非生理因素引发的跌倒。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述运动状态变化信息和所述生理状态变化信息判断跌倒类型，包括：

确定所述运动状态变化信息中出现预设运动状态变化特征的第一时刻；

确定所述生理状态变化信息中出现预设生理状态变化特征的第二时刻；

根据所述第一时刻和所述第二时刻判断跌倒类型。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一时刻和所述第二时刻判断跌倒类型，包括：

若所述第二时刻在所述第一时刻之后，则判断所述跌倒类型为非生理因素引发的跌倒；

若所述第二时刻在所述第一时刻之前，则判断所述跌倒类型为生理因素引发的跌倒。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于，所述生理信号包括以下至少一种：心率信号、脉搏波信号、呼吸率信号；

所述根据所述生理信号得到生理状态变化信息包括以下至少一项：

根据所述心率信号得到心率变化信息，所述心率变化信息包括心率变化幅度和心率变化时间；

根据所述脉搏波信号得到脉搏波变化信息，所述脉搏波变化信息包括脉搏波变化幅度和脉搏波变化时间；

根据所述呼吸率信号得到呼吸率变化信息，所述呼吸率变化信息包括呼吸率变化幅度和呼吸率变化时间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，包括：在得到用户发生跌倒的第一判断结果前后的预设时间范围内，若满足以下条件中的至少一个，则确定所述用户具有发生跌倒的生理状态变化特征：

心率变化幅度超过第一预设阈值、脉搏波变化幅度超过第二预设阈值、呼吸率变化幅度超过第三预设阈值、所述心率信号中出现心率失常信号。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述运动状态变化信息包括所述运动信号的波形变化信息和用户姿态的姿态变化信息；

所述运动状态变化信息符合预设运动状态变化特征包括：所述波形变化信息符合预设波形变化特征，并且所述姿态变化信息符合预设姿态变化特征。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述波形变化信息包括加速度波形变化信息，所述波形变化信息符合预设波形变化特征，包括：

所述波形变化信息依次包括失重阶段、超重阶段和后续阶段；在所述失重阶段，所述加速度波形变化信息中合加速度的大小小于重力加速度，在所述超重阶段，所述加速度波形变化信息中合加速度的大小大于重力加速度，在所述后续阶段，所述加速度波形变化信息在不同方向上的加速度分量的大小发生改变。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述姿态变化信息符合预设姿态变化特征，包括：

用户姿态由直立姿态变化为卧式姿态。

10.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行第二判断，包括：

当所述第一判断结果为用户发生跌倒时，根据所述生理状态变化信息对所述用户是否发生跌倒进行所述第二判断。

11.一种跌倒检测系统，其特征在于，所述跌倒检测系统包括：

运动传感器，配置为设置在用户的体表，以采集所述用户的运动信号；

生理传感器，配置为设置在所述用户的体表，以采集所述用户的生理信号；

处理器，用于接收所述运动信号和所述生理信号，以执行权利要求1-10中任一项所述的跌倒检测方法。

12.根据权利要求11所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述跌倒检测系统包括佩戴在所述用户体表的至少一个移动监护设备，所述生理传感器设置在所述移动监护设备中，所述移动监护设备用于根据所述生理传感器采集的所述生理信号对所述用户进行监护。

13.根据权利要求12所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述移动监护设备包括第一移动监护设备和第二移动监护设备，所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备佩戴在所述用户体表的不同位置；

所述第一移动监护设备包括第一生理传感器，所述第二移动监护设备包括第二生理传感器，所述第一生理传感器采集的第一生理信号和所述第二生理传感器采集的第二生理信号为不同类型的生理信号。

14.根据权利要求12或13所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述运动传感器集成在所述移动监护设备中，或者，所述运动传感器独立于所述移动监护设备以外。

15.根据权利要求13所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述运动传感器包括：

第一运动传感器，设置在所述第一移动监护设备中，用于采集第一运动信号；

以及，第二运动传感器，设置在所述第二移动监护设备中，用于采集第二运动信号。

16.根据权利要求15所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述第一移动监护设备具有第一外部通信接口，用于在所述第一移动监护设备和外部的所述处理器之间提供第一外部通信连接，所述第一移动监护设备配置为通过所述第一外部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述处理器；

所述第二移动监护设备具有第二外部通信接口，用于在所述第二移动监护设备和外部的所述处理器之间提供第二外部通信连接，所述第二移动监护设备配置为通过所述第二外部通信连接将所述第二生理信号和所述第二运动信号发送至所述处理器。

17.根据权利要求15所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述第一移动监护设备具有第一内部通信接口，所述第二移动监护设备具有第二内部通信接口，所述第一内部通信接口和所述第二内部通信接口用于在所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备之间提供内部通信连接；

所述第一移动监护设备配置为通过所述内部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述第二移动监护设备；

所述第二移动监护设备具有外部通信接口，用于在所述第二移动监护设备与外部的所述处理器之间提供外部通信连接，所述第二移动监护设备配置为通过所述外部通信连接将所述第一生理信号、所述第一运动信号、所述第二生理信号和所述第二运动信号发送至外部的所述处理器。

18.根据权利要求15所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述第一移动监护设备具有第一内部通信接口，所述第二移动监护设备具有第二内部通信接口，所述第一内部通信接口和所述第二内部通信接口用于在所述第一移动监护设备和所述第二移动监护设备之间提供内部通信连接；

所述第一移动监护设备配置为通过所述内部通信连接将所述第一生理信号和所述第一运动信号发送至所述第二移动监护设备，所述处理器设置在所述第二移动监护设备中。

19.根据权利要求11所述的跌倒检测系统，其特征在于，所述生理传感器包括以下至少一种：

心电传感器、脉搏波传感器、呼吸传感器和血氧传感器。

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