基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统转让专利
申请号 : CN201210518318.X
文献号 : CN103027687B
文献日 : 2015-03-04
发明人 : 何坚 , 纪应龙 , 李杨 , 胡晨
申请人 : 北京工业大学
摘要 :
权利要求 :
1.基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,是一个由嵌入在老年人背心上的人体运动感知模块和智能手机共同组成的老年人跌倒检测报警系统,其中人体运动感知模块,集成了3D加速度仪、陀螺仪、微处理器和蓝牙芯片,其中,
3D加速度仪以Z轴为纵轴,根据右手定则在人体上设立坐标系OXYZ,测定人体运动过程中躯干部位沿X轴方向的侧倾加速度ax,沿Y轴方向的俯仰加速度ay和沿Z轴方向的转动加速度az,需通过微处理器所连接的蓝牙芯片向智能手机发送,陀螺仪测定人体躯干部位绕X轴转动的侧倾角速度ω1,绕Y轴转动的俯仰角速度ω2和绕Z轴转动的自旋角速度ω3,并通过微处理器所连接的蓝牙芯片向智能手机发送,智能手机,运行有跌倒检测软件,依次按以下步骤进行跌倒检测并报警,通知使用者家属或/和护理中心,步骤(1),初始化,设有合加速度阈值和偏转角阈值,
步骤(2),按照设定的采样间隔Δt,从蓝牙芯片,接收人体运动时躯干部位的三维加速度ax,ay和az,同时接收对应采样时刻的躯干部位的三维角速度ω1,ω2和ω3,并存入循环队列的缓冲区的队尾,步骤(3),按下式计算合加速度和合角速度:
步骤(4),判断a>aT否:
若a
若a>aT,则执行步骤(5);
步骤(5),根据步骤(3)得到的ω按下式计算采样时刻t人体躯干部位的偏转角θ:θ=∫ω(t)dt,t为采样时刻;
步骤(6),判别在采样间隔Δt内偏转角θ是否大于设定的偏转角阈值θT:若θ<θT,则退回步骤(3),进入下一采样时刻t+1,若θ>θT,跌倒发生,则智能手机根据设定的报警模式报警。
2.根据权利要求1所述的基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,所述的3D加速度仪采用ADXL345。
3.根据权利要求1所述的基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,陀螺仪采用ITG3200。
4.根据权利要求1所述的基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,微处理器采用的是ATmega328P-AU。
5.根据权利要求1所述的基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,蓝牙芯片采用BC04-B。
6.根据权利要求1所述的基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统,其特征在于,智能手机运行Android 2.3系统软件。
说明书 :
基于3D加速度仪和陀螺仪的老年人跌倒检测报警系统
技术领域
背景技术
发明内容
附图说明
具体实施方式
22mm×52mm×1mm(宽度×长度×厚度),微控处理器是ATmega328P-AU(Atmel Co.)。
蓝牙模块采用了CSR公司的BC04-B,其采用Class2标准,有效通讯距离10米,波特率为
115200bps。传感器模块的采样频率为100Hz。