包括加速度计的鞋，组件以及相应的跌倒检测方法

摘要

本发明涉及鞋(1)或一对鞋。该鞋或每个鞋包括加速度计(2)和数据处理单元，该数据处理单元构造成将由加速度计测量的加速度与阈值进行比较，并至少根据比较的结果，开始确定以下参数：沿Z轴测量的加速度随时间变化的曲线(优选经过滤波)的梯度，以及沿加速度计的一个或多个轴线的加速度或加速度变化保持在阈值以下的水平位置持续时间。至少根据所述梯度以及根据所述水平位置持续时间来检测到跌倒。如果检测到跌倒，则产生相应的跌倒检测信号。无线电通信模块将所述跌倒检测信号传输到远程接收器。本发明还涉及相应的跌倒检测方法。

权利要求

1.一种包括加速度计(2)的鞋(1)，所述加速度计(2)允许传递沿三个不同的轴线X，Y，Z的加速度数据(AccX，AccY，AccZ)，当将所述鞋(1)平放在水平面上时，所述轴线Z为竖向取向，所述鞋(1)还包括控制系统(4)，所述控制系统(4)包括：‑存储器(40)，其允许存储由所述加速度计(2)传送的数据；以及‑数据处理单元(41)，

其特征在于，所述处理单元(41)构造成执行以下步骤：‑将所述加速度计沿至少一个轴线测量的所述加速度与阈值进行比较，以及，‑当所述加速度计测量的加速度高于所述阈值时，触发以下参数的确定：‑沿所述轴线Z测量的所述加速度随时间变化的曲线(C_AccZf)的斜率，‑对于称为处于所述水平位置的时间的时间，沿所述加速度计的一个轴线(Z)或多个轴线(X，Y，Z)的加速度或加速度变化保持低于阈值；

‑至少根据所述斜率和处于水平位置的所述时间来检测跌倒，所述处理模块(41)构造成在检测到跌倒的情况下产生相应的跌倒检测信号；

并且所述控制系统(4)还包括无线电通信模块(42)，所述无线电通信模块(42)允许将所述跌倒检测信号传输到远程接收器。

2.根据权利要求1所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)构造成基于在给定时间窗口中记录的数据来执行参数的所述确定，所述窗口由第一给定持续时间以及第二给定持续时间来限定，其中所述第一给定持续时间在所述处理单元(41)确定所述测量的加速度高于所述给定阈值的时间之前，第二给定持续时间在所述处理单元(41)确定所述测量的加速度高于所述给定阈值的时间之后。

3.根据权利要求2所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)构造成在所述时间窗口的一部分中确定处于水平位置的所述时间，所述时间窗口的开始时间根据以下参数中的至少一个而限定：

‑所确定的斜率，

‑处理单元(41)确定所测量的加速度高于所述给定阈值的时间。

4.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)还构造成对于所述加速度计的至少一个轴线(X，Y，Z)，确定最大加速度值，并且还根据所述最大加速度值来检测所述跌倒。

5.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)还构造成确定震动次数，震动对应于沿所述加速度计的至少一个轴线的加速度高于给定的阈值，并且所述处理单元(41)还构造成根据所述震动次数来检测所述跌倒。

6.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)还构造成确定所述鞋相对于所述竖向的取向，并且还根据所述鞋的所述取向来检测所述跌倒。

7.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述鞋包括回转仪(3)，所述回转仪(3)允许传递至少绕所述轴线X和/或Y的回转数据，并且所述处理单元(41)构造成还根据该回转数据来检测所述跌倒。

8.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述鞋包括用于检测所述鞋中足部存在的传感器(6)。

9.根据权利要求8所述的鞋(1)，其中，所述传感器(6)是电容传感器。

10.根据权利要求8和9中任一项所述的鞋(1)，其中，所述处理单元(41)还包括验证模块，所述验证模块构造成检测人的足部在所述鞋中的存在(712)，并且是否触发参数的确定(730)还取决于足部在所述鞋中存在的检测(712)的结果。

11.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述鞋(1)具有鞋后跟(10)，所述加速度计(2)容纳在所述鞋后跟中。

12.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述鞋(1)包括直接或间接地连接至所述控制系统(4)的地理定位模块，以便允许获取所述鞋的地理位置并且通过所述通信模块(42)将该位置传输到远程接收器。

13.根据前述权利要求中任一项所述的鞋(1)，其中，所述鞋(1)还包括振动器(5)，所述振动器(5)直接或间接地连接至所述控制系统(4)。

14.一种套件，其包括根据前述权利要求中任一项所述的第一鞋(1)，以及第二鞋(1’)，其包括加速度计(2’)，其中所述第一鞋和第二鞋(1，1’)中的每一个都包括无线电通信模块(48，49)，所述通信模块(48，49)能够彼此通信，以将所述加速度计数据(2’)从所述第二鞋(1’)的所述通信模块(49)传输到所述第一鞋(1)的所述处理模块(41)。

15.一种检测跌倒的方法，其使用权利要求1至13中任一项所述的鞋(1)或权利要求14所述的一组鞋(1，1’)，

其中，所述跌倒检测方法包括以下步骤：‑将所述加速度计沿至少一个轴线测量的所述加速度与阈值进行比较(711)，以及，‑当所述加速度计测量的加速度高于所述阈值时，触发包括以下步骤的确定参数的方法(730)：

‑确定沿所述轴线Z测量的所述加速度随时间变化的曲线(C_AccZf)的斜率(731)，‑确定称为处于所述水平位置的时间的时间(732)，对于该时间，沿所述加速度计的一个轴线(Z)或多个轴线(X，Y，Z)的所述加速度或所述加速度变化保持低于阈值；

‑至少根据所述斜率和处于所述水平位置的所述时间来检测跌倒(750)，并且所述方法包括：产生相应的跌倒检测信号；以及将所述跌倒检测信号传输到远程接收器。

16.一种非暂时性计算机程序产品，其包含程序代码指令，当所述程序由多只鞋或多只鞋之一的处理器执行时，所述程序代码指令用于使用权利要求1至13中任一项所述的鞋(1)或权利要求14所述的一组鞋(1，1’)来执行权利要求15所述的跌倒检测方法的步骤。

说明书

包括加速度计的鞋，组件以及相应的跌倒检测方法

技术领域

[0001] 本发明一般涉及跌倒检测。

背景技术

[0002] 更具体地，本发明涉及一种鞋和一组鞋，其允许检测配备有该鞋或该组鞋的人(穿着者)的跌倒。

[0003] 在在先技术中，尤其是从文献EP 2774502中已知配备有加速度计和回转仪(其数据用来试图检测人的跌倒)的鞋。从文献US2016157756、US2012101770、CN104464189、
US2013185003、US2015157274和CN104821061中还已知用于分析人的步态或试图检测人的
跌倒的其他系统。

[0004] 但是，期望能够提高所检测到的跌倒的可靠性。

[0005] 本发明的目的是提供一种新的鞋、一组新的鞋和一种新的相应方法，其允许减轻所有或一些上述问题。

发明内容

[0006] 为此，本发明的一个主题是一种包括加速度计的鞋，该加速度计允许传递沿三个不同的轴线X，Y，Z的加速度数据，当将鞋平放(即直立)在水平面上时，轴线Z为竖向取向，

[0007] 所述鞋还包括控制系统，该控制系统包括：

[0008] ‑存储器，用于存储由加速度计传送的数据；和

[0009] ‑数据处理单元，例如处理器，

[0010] 其特征在于，处理单元构造成执行以下步骤：

[0011] ‑将加速度计沿至少一个轴线测量的加速度与阈值(例如6g)进行比较，以及，

[0012] ‑至少取决于此比较的结果，触发以下参数的确定：

[0013] ‑沿轴线Z测量的加速度随时间变化的，优选经过滤波的曲线的斜率，

[0014] ‑对于称为处于水平位置的时间的时间，沿加速度计的一个轴线或多个轴线的加速度或加速度变化保持低于阈值；

[0015] ‑至少根据所述斜率和处于水平位置的所述时间来检测跌倒，

[0016] 所述处理模块构造成在检测到跌倒的情况下产生相应的跌倒检测信号；

[0017] 所述控制系统还包括无线电通信模块，所述无线电通信模块允许将所述跌倒检测信号传输到远程接收器。

[0018] 具有这种设计的鞋可以提高检测诸如老人或单身工人等人意外跌倒的可靠性。

[0019] 因此，配备有这种鞋的人将从电子系统中受益，该电子系统允许检测竖向度的损失，并且如果需要，可以通过传输到接收器设备的无线电波(例如，通过诸如物联网的通信
网络或甚至是LPWAN之类的网络)来启动警告程序。

[0020] 根据一个特定方面，鞋还包括电源，例如电池，以允许供电鞋中包括的各种电子部件。在如下所述彼此通信的一组两个鞋的情况下，每只鞋包括电源，例如电池，用于为鞋中
包括的相应电子部件供电。

[0021] 该鞋或每只鞋还可以具有以下一个或多个特征，这些特征可以以任何技术上可接受的组合来实现。

[0022] 根据本发明的一个有利特征，处理单元构造成基于在给定时间窗口中记录的数据来执行参数的所述确定，所述窗口由处理单元确定所述测量的加速度高于所述给定阈值的
时间之前的第一给定持续时间以及在该时间之后的第二给定持续时间限定。

[0023] 根据本发明的一个有利特征，处理单元构造成在所述时间窗口的一部分中确定处于水平位置的所述时间，所述时间窗口的开始时间根据以下参数中的至少一个而限定：

[0024] ‑所确定的斜率，

[0025] ‑处理单元确定所测量的加速度高于所述给定阈值的时间。

[0026] 根据本发明的一个有利的特征，处理单元还构造成对于加速度计的至少一个轴线，并且优选地对于加速度计的每个轴线，确定最大加速度值，并且还根据所述最大加速度
值来检测跌倒。

[0027] 根据本发明的一个有利特征，处理单元还构造成确定震动次数，对应于沿加速度计的至少一个轴线的加速度的震动高于给定的阈值，例如3g，并且处理单元还构造成根据
所述震动次数来检测跌倒。

[0028] 根据本发明的一个有利特征，处理单元还构造成确定鞋相对于竖向方向的取向，并且还根据鞋的所述取向来检测跌倒。

[0029] 根据本发明的一个有利特征，鞋包括回转仪，该回转仪允许传递至少绕轴线X和/或Y的回转数据，并且处理单元构造成还根据该回转数据来检测跌倒。

[0030] 根据本发明的一个有利特征，鞋包括用于检测鞋中足部存在的传感器。

[0031] 根据本发明的一个有利特征，传感器是电容传感器，其优选地容纳在鞋的鞋后跟中。

[0032] 根据本发明的一个有利特征，处理单元还包括验证模块，该验证模块构造成检测人的足部在鞋中的存在，并且是否触发参数确定还取决于足部在鞋中存在的检测结果。

[0033] 根据本发明的一个有利特征，鞋具有鞋后跟，加速度计容纳在鞋后跟中。可以规定，当存在回转仪时，回转仪也容纳在鞋后跟中。

[0034] 根据本发明的一个有利特征，处理模块构造成：

[0035] ‑根据所述确定的参数，为多个轴线，优选地为每个轴线，计算每个轴线的称为分数的值，

[0036] ‑优选地，根据人的重量和/或尺寸加权所述分数，

[0037] ‑对与每个所述轴线关的分数(优选为加权的)求和，并且

[0038] ‑当所述和大于预定阈值时，检测到所述和对应于跌倒。

[0039] 根据本发明的一个有利特征，所述无线电通信模块构造成使用以下协议中的至少一种进行通信：NB‑IoT；NB‑IoT；LTE‑M。

[0040] 根据本发明的一个有利特征，鞋包括直接或间接地连接至控制系统的地理定位模块，以便允许获取鞋的地理位置并通过所述通信模块将该位置传输到远程接收器。

[0041] 根据本发明的一个有利特征，鞋还包括振动器，该振动器优选地包括在鞋的鞋后跟中，并且直接或间接地连接至控制系统。

[0042] 本发明还涉及一种包括如上所述的鞋和第二鞋的套件，该第二鞋包括加速度计，该加速度计优选地包括在第二鞋的鞋后跟中，其中第一鞋和第二鞋中的每一个都包括无线
电通信模块，该无线电通信模块优选地使用蓝牙协议，所述通信模块能够彼此通信以便将
加速度计数据从第二鞋的通信模块传输到第一鞋的处理模块。

[0043] 还可以规定，第二鞋还包括回转仪，该回转仪优选容纳在鞋后跟中，并且回转仪数据可以从第二鞋的通信模块传输到第一鞋的处理模块。

[0044] 根据一个特定方面，加速度计在第一鞋和第二鞋中以相同的方式布置。还可以规定，回转仪在第一鞋和第二鞋中也以相同的方式布置。

[0045] 本发明还涉及一种使用如上所述的鞋或一组鞋来检测跌倒的方法，其中该跌倒检测方法包括以下步骤：

[0046] ‑将加速度计沿至少一个轴线测量的加速度与阈值进行比较，以及，

[0047] ‑至少取决于该比较的结果，触发包括以下步骤的确定参数的方法：

[0048] ‑确定沿轴线Z测量的加速度随时间变化的，优选经过滤波的曲线的斜率，

[0049] ‑确定称为处于水平位置的时间的时间，对于该时间，沿加速度计的一个轴线或多个轴线的加速度或加速度变化保持低于阈值；

[0050] ‑至少根据所述斜率和处于水平位置的所述时间来检测跌倒，

[0051] 并且所述方法包括：产生相应的跌倒检测信号；以及将所述跌倒检测信号传输到远程接收器。

[0052] 本发明还涉及一种非暂时性计算机程序产品，其包含程序代码指令，当所述程序由该鞋或这些鞋之一的处理器执行时，程序代码指令用于使用如上所述的鞋或如上所述的
一组鞋来执行如上所述的跌倒检测方法的步骤。

附图说明

[0053] 从下面的描述中，本发明的其他特征和优点将变得更加明显，下面的描述仅是示例性而非限制性的，并且必须参考附图进行阅读，其中：

[0054] ‑图1是根据本发明一个实施例的鞋的视图；

[0055] ‑图2是根据本发明一个实施例的沿鞋中存在的加速度计的轴线Z测量的加速度曲线的视图，在该加速度曲线上叠加有与处于经滤波状态的所述加速度曲线相对应的另一曲
线；

[0056] ‑图3是对应于人前进时跌倒的情况的曲线图，该曲线图包含沿加速度计的各轴线X，Y，Z测量的加速度的曲线和沿轴线Z测量的加速度的经滤波的曲线；

[0057] ‑图4是根据本发明的第一鞋的一个实施例的示意图；

[0058] ‑图5是根据本发明一个实施例的用于控制一组鞋的系统的示意图，该控制系统的一些组件旨在位于一个鞋中，而其余部分位于另一个鞋中；

[0059] ‑图6是根据本发明的第二鞋的一个实施例的示意图，该第二鞋能够与如图4所示的第一鞋通信；

[0060] ‑图7是示出了根据本发明方法的实施例的步骤的流程图。

具体实施方式

[0061] 下面参考附图更完整地描述本发明的概念，在附图中示出了本发明的概念的实施例。在附图中，为了清楚起见，可能已经放大了元件的尺寸和相对尺寸。在所有附图中，相似
的数字用来表示相似的元件。尽管如此，本发明的概念可以采取许多不同的形式，并且不应
被解释为限于本文描述的实施例。相反，给出这些实施例是为了使描述完整，并向本领域技
术人员传达本发明的概念的范围。为了简单起见，参照鞋和电子系统的术语和结构审阅以
下实施例。

[0062] 在说明书的任何部分中对“实施例”或“一个实施例”的任何引用表示参照一个实施例描述的功能、结构或特定特征包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在整个说明书
中各处出现的表达“在一个实施例中”不一定是对同一实施例的引用。此外，在一个或多个
实施例中，功能、结构或特定特征可以以任何合适的方式组合。

[0063] 图1示出了具有鞋后跟10的鞋1，在鞋后跟内容纳有加速度计2。当鞋1平放在水平面上时，加速度计具有称为重力轴线的竖向轴线Z和两个水平轴线X和Y。与鞋1成一体的加
速度计2允许分别沿三个轴线X，Y，Z传递关于加速度的数据AccX，AccY，AccZ。可以认为测量
的加速度是与加速度计相关联的鞋的那些加速度。

[0064] 根据一个特定实施例，鞋后跟10还容纳有回转仪3，该回转仪3允许传递关于回转的数据，例如围绕轴线X和Y以及可选地围绕轴线Z的旋转角度或角速度。该测量的回转数据
可以认为是与回转仪相关联的鞋的那些回转数据。根据一个变型实施例，可以规定不使用
回转仪。因此，说明书的其余部分也可以适用于不存在回转仪的情况。

[0065] 可以规定将加速度计和回转仪集成到同一电子部件中。该电子部件本身可以与其他部件(例如电池)一起容纳在如下所述的壳体中。

[0066] 所述鞋1还包括控制系统4。控制系统例如采取处理器和数据存储器的形式，其中数据存储器存储有由所述处理器可执行的计算机指令，或者控制系统例如甚至采取微控制
器的形式。

[0067] 换言之，所描述的功能和步骤可以以计算机程序的形式或经由硬件组件(例如，可编程门阵列)来实施。由控制系统(特别是如下所述的处理单元或其模块)执行的功能和步
骤可以由在处理器或控制器中实现的计算机指令集或模块集来执行，或者可以由专用电子
组件或FPGA或ASIC来执行。也可以组合计算机系统和电子系统。

[0068] 因此，控制系统4是电子系统和/或计算机系统。当指定该系统或所述系统的装置或模块构造成执行给定操作时，这意味着该系统包括计算机指令并且相应的执行意味着允
许执行所述操作和/或这意味着该系统包括相应的电子部件。

[0069] 控制系统4包括多个部件。在图5中示出了这种控制系统4的示意性示例。

[0070] 由于本发明可以应用于一只鞋或一双鞋，所以应当理解，控制系统4的部件可以放置在单个鞋中或分布在如图4和图6所示示例的两只鞋之间。因此将理解，在一只鞋的情况
下描述的特征也适用于一双鞋的情况。特别地，在一双鞋的情况下，可以有如下规定以检测
穿着者的跌倒，如图6所示的第二鞋1’可以像第一鞋1那样在其鞋后跟处配备有加速度计2’
并配备有回转仪3’(其数据是可用的)，与第一鞋1的加速度计2和回转仪3的数据结合使用。

[0071] 根据一个特定方面，加速度计2、2’在第一鞋1和第二鞋1’中以相同的方式布置。还可以规定回转仪3、3’在第一鞋1’和第二鞋1’中以相同的方式布置。换言之，当鞋彼此平行
地取向时，加速度计2的轴线平行于加速度计2’的轴线，并且同样地，回转仪3的轴线也平行
于回转仪3’的轴线。

[0072] 控制系统4包括数据存储器40，该数据存储器40允许存储由加速度计2和回转仪3传送的数据。根据一个特定方面，以50Hz的频率进行存储。

[0073] 存储所获取的数据的存储器40与存储计算机指令的存储器可以不同或完全相同或部分相同。

[0074] 控制系统4包括处理单元41，例如计算机(微)处理器。该系统或处理单元也可以采用微控制器的形式。处理单元41包括跌倒检测模块，该跌倒检测模块构造成允许执行如下
所述的跌倒检测方法720(参见图7)。

[0075] 在检测到跌倒的情况下，处理单元生成相应的跌倒检测信号。无线电通信模块42将该跌倒检测信号发送到远程接收器。所述接收器例如是人(也称为帮助者)的电话号码
(或识别码)，或者是许多人的识别码的列表，这些许多人的电话号码可以是预定的和/或可
以修改的。因此，可以规定第一人接收与跌倒的检测相对应的呼叫或消息，并且如果该第一
人不可用，则将呼叫或消息发送到列表中的下一号码。

[0076] 可以规定，通过例如用鞋或每只鞋进行预定的运动顺序，穿着者能够使已发送或打算发送的跌倒检测信号无效。该信息信号本身也可以由通信模块42发送。

[0077] 根据一个特定方面，所述无线电通信模块42构造成使用以下LPWAN协议中的至少一个进行通信：LoRa；NB‑IoT；LTE‑M。

[0078] 根据本发明的一个实施例，例如，在图7的流程图中示出了该实施例，跌倒检测方法720的执行取决于包括一个或多个验证步骤711、712的验证方法710的结果。为此，处理单
元包括构造成允许执行所述验证方法710的验证模块。

[0079] 下面给出一只鞋的一个实施例，但是可以规定对每只鞋进行该验证。

[0080] 在验证步骤711中，处理单元验证由加速度计沿至少一个轴线测量的加速度是否高于阈值，例如6g，即，由于在地球表面上的重力引起的加速度的六倍。

[0081] 在验证步骤712中，处理单元验证足部是否在鞋中。根据一个实施例，为此，鞋包括与处理单元通信的足部存在传感器6。足部存在传感器6优选地位于鞋的鞋后跟中。

[0082] 有利地，足部存在传感器6是电容类型的。电容传感器的使用使得无论足部的取向如何，都可以检测到足部在鞋中的存在。作为变型，足部存在传感器可以是另一种类型，例
如力传感器。

[0083] 对足部在鞋中存在的检测使得可以确保仅当人的足部在鞋中并且因此当人配备有鞋并且有可能跌倒时才触发跌倒检测程序。因此，这种传感器的使用使得避免不合时宜
地检测类似于当人没有配备他的鞋时跌倒的事件。

[0084] 当传感器在给定的时间(例如对应于延迟)停止发出足部存在信号时，可以使控制系统进入待机状态。

[0085] 与力传感器相反，电容传感器的使用允许可靠地维持对足部存在信号的检测，力传感器会在足部抬起时或根据足部的取向存在信号丢失的风险。

[0086] 验证步骤之一是否被触发可以取决于一个或其他验证步骤的结果。

[0087] 因此可以规定，如果所述测量的加速度高于所述阈值(步骤711的可能结果)，则要验证足部是否在鞋中(步骤712)。相反，可以规定如果足部在鞋中(步骤712的可能结果)，则
验证所述加速度(步骤711)。

[0088] 当满足与验证方法710的一个或多个验证步骤711、712相关联的条件时，则处理单元触发跌倒检测方法720的执行。因此可以规定，控制系统4保持为节能构造，直到触发跌倒
检测方法720，当与验证方法710的一个或多个验证步骤711、712相关联的条件满足时，控制
系统4从节能构造退出，以便执行跌倒检测方法720。

[0089] 当验证方法710的条件已经满足时，还规定对于在给定时间窗口(称为分析窗口)中记录的数据实施跌倒检测方法720。限定该分析窗口的参数或特性可以取决于验证方法
710的特性。根据一个特定方面，分析窗口对应于确定加速度高于所述给定阈值的时间之前
的第一给定持续时间以及对应于确定加速度高于所述给定阈值的时间之后的第二给定持
续时间，该第二给定持续时间可以与第一持续时间相同或不同。

[0090] 因此，可以规定加速度计连续记录加速度数据(该记录可选地取决于鞋中足部存在的检测)，并且可以对给定时间窗口(对应于所述分析窗口)期间记录的数据执行验证方
法。如上所述，所述分析窗口的特性，例如其持续时间及其在时间上的位置，可以取决于与
验证方法相关的特性，例如，满足所述验证方法的一个或多个条件的时间。例如，可以限定
该时间之前的持续时间和该时间之后的持续时间。

[0091] 跌倒检测方法720包括用于确定跌倒参数的方法730。

[0092] 用于确定跌倒参数的方法730包括确定加速度曲线沿轴线Z作为时间的函数的斜率的步骤731(该曲线在图3的示例中表示为C_AccZf)，优选地该曲线为经滤波的。在给定的
时间范围内确定加速度曲线的斜率，该给定的时间范围例如对应于分析时间窗口或对应于
时间子窗口，该分析时间窗口或时间子窗口的开始可以例如对应于检测到用于触发跌倒检
测方法的加速度的时间或根据检测到用于触发跌倒检测方法的加速度的时间而限定。

[0093] 滤波允许对信号求平均，以获得用于斜率计算的更平滑的曲线。滤波器可以是低通数字滤波器。可以规定滤波器的截止频率低于0.5Hz，使得其频率高于0.5Hz的信号将大
大衰减。

[0094] 该斜率允许分析穿着者从直立位置到斜卧位置的位置变化。所确定的斜率变化尤其使得可以确定跌倒的时刻，该跌倒的时刻可以对应于沿Z的加速度的高值下降斜率，并且
可以确定当跌倒的人停留在地面上时以及可以与低的或基本为零的斜率值(或甚至低于阈
值的值)相关联的，即，沿加速度计的轴线Z的加速度的低的或基本零变化之后的时刻。因
此，确定加速度曲线沿轴线Z的斜率可以考虑斜率本身的值和/或其变化。

[0095] 从明显的下降斜率可以推断出该人已经从竖向位置迅速地转到水平位置。然后可以将相关事件视为跌倒。为了检测跌倒，也可以规定考虑沿轴线Z的加速度的下降与沿轴线
X或Y的加速度的增加的结合。

[0096] 用于确定跌倒参数的方法730包括确定如下时间(称为处于水平位置的时间)的步骤732，对于该时间，沿一个轴线(优选为加速度计的轴线Z)的加速度，或沿该加速度计的多
个轴线的加速度优选地保持连续低于阈值。

[0097] 所述阈值可以是预定的，或者取决于在分析窗口中给定时间之前测量的加速度值。因此可以规定，如下的时间形成处于水平位置的时间的一部分：在该时间(也称为参考
时间，此时满足所述验证方法的一个或多个条件)之后测量的加速度值小于阈值和/或小于
在该参考时间之前(沿一个或多个轴线)测量的加速度值。用于确定处于水平位置的时间的
该参考时间也可以是与沿轴线Z的加速度的曲线的斜率值相关的时间。因此可以规定，从对
应于沿轴线Z的加速度的大的向下斜率结束的时间来确定处于水平位置的时间。

[0098] 处于水平位置的时间用于测量人保持处于水平位置的时间。处于水平位置的时间也可以与阈值进行比较，以便例如加权到跌倒检测中考虑的程度，并且此外还可以确定人
是否有意识。

[0099] 尤其可以规定，处理模块41分析处于水平位置时在给定时间内沿加速度计2的一个或多个轴线测量的加速度的变化，以便确定鞋的穿着者是否有意识并发送适当的信号。
也可以使用多个预定的阈值水平，在有意的跌倒动作和无意的跌倒动作之间进行区分。

[0100] 如上所述，可以规定从时间窗口中的给定时间确定处于水平位置的时间，该给定时间例如对应于所述验证方法的一个或多个条件(其肯定结果触发跌倒检测方法)满足的
时间。

[0101] 步骤731和732可以以一个顺序或另一顺序并行或顺序地执行。这些步骤中的每个步骤的执行可以取决于另一个步骤的结果。

[0102] 用于确定跌倒参数的方法730还可以包括步骤733，该步骤733确定对于给定轴线，或者对于加速度计的多个轴线中的每个轴线，并且优选地对于加速度计的每个轴线X，Y，Z
检测到的最大加速度值。根据一个特定方面，所检测到的最大加速度值可以是所检测到的
震动中的最大值的震动(如下所述)。

[0103] 用于确定跌倒参数的方法730还可包括确定所检测到的震动数量的步骤734。可以认为震动对应于沿加速度计的至少一个轴线的加速度，该加速度高于给定的阈值，例如3g，
即由于地球表面上的重力引起的加速度的三倍。可以规定仅考虑与加速度计的给定轴线或
多个轴线相关的震动，或者甚至考虑与每个轴线相关的震动。

[0104] 对于步骤731、732，这些步骤733、734可以并行或顺序地执行，其执行可选地取决于所述步骤中的一个或另一个的结果。

[0105] 根据另一个特定方面，还可以规定，通过跌倒参数来确定使用回转仪(存在时)测量的绕轴线X和/或Y的旋转速率，从而可以分析跌倒的速率。还可以将回转速率值与阈值进
行比较，以便例如加权到跌倒检测中考虑的程度。特别地，回转仪允许测量绕轴线X和Y的旋
转速率(以弧度/秒表示)。高的测量的旋转速率使得可以确定人的相应足部已迅速转动，这
可能表示人的跌倒。也可以使用加速度计数据来确定该旋转速度。

[0106] 根据一个优选实施例，用于确定跌倒参数的方法730之后是确定鞋的取向的步骤740，在该步骤740中，处理单元确定表示鞋相对于竖向方向的数据。

[0107] 该取向确定步骤740使得可以确定鞋是否处于所谓的“竖立”或“竖向”位置，对应于配备有鞋的人大致直立的状态，或者可以确定鞋是否大致水平，对应于该人处于斜卧的
状态。

[0108] 特别地，可以规定，对于给定时间(延迟)，当沿轴线Z测量的加速度在例如约1g(对应于重力)值的范围内，而可选地，沿其他轴线X和/或Y测量的加速度仍在此范围之外时，处
理单元确定鞋处于“直立”位置。

[0109] 可以在对应于例如所述分析窗口的子窗口的时间窗口中执行对鞋的取向或位置的确定。可以规定在与分析窗口的结束相对应的持续时间内，例如在与确定处于水平位置
的时间相同或相似的窗口中，执行该步骤740。

[0110] 跌倒检测方法720还包括跌倒检测步骤750，该步骤750根据预先确定的跌倒参数，优选地为取向参数，发送跌倒检测信号。

[0111] 根据一个特定实施例，处理单元将权重分配给所确定的跌倒和取向参数。因此，可以相对于彼此加权用于跌倒检测的各种参数。

[0112] 与参数相关的权重可以取决于参数的类型和/或取决于其实际值(与阈值相比)。

[0113] 然后，处理单元41根据所述确定的并且优选为加权的参数来计算被称为分数的值。

[0114] 也可以规定例如根据人的体重和/或尺寸来加权分数。可以通过用于与控制系统4进行通信的合适的接口来输入这些加权因子。

[0115] 根据一个特定方面，当分数的值高于预定阈值时，处理单元41检测到所述分数对应于跌倒。然后可以如上面所述的那样产生并发送跌倒检测信号。

[0116] 根据一个实施例，鞋1还包括直接或间接地连接至处理单元41的地理定位模块，以便允许获取鞋的地理位置并通过所述通信模块42将该位置传输到远程接收器。优选地，在
跌倒检测时，可选地在跌倒检测之后的给定时间长度之后自动激活地理定位模块，以便允
许穿着者使跌倒检测无效。仅在确定跌倒的情况下，对地理定位模块的激活的这种控制使
得节省功率并发送地理定位信号。

[0117] 优选地，鞋1的鞋后跟还包括振动器5，该振动器5连接至处理单元41。振动器的激活也由处理单元41控制。尤其可以规定，振动器用作通信(确认或通知)的感测手段，例如，
以便允许帮助者向穿着者指示他已经接收到跌倒检测信号，或者甚至允许通知穿着者将发
送跌倒检测信号。

[0118] 鞋1还可以配备有发光元件，例如LED 481或482，该发光元件连接至处理单元41，并且能够类似于振动器，将信息传递给穿着者，例如，关于确认接收或通知的信息。

[0119] 根据一个特定方面，鞋后跟中包括的电子部件容纳在同一壳体中，该壳体优选地嵌入鞋后跟的材料中。

[0120] 有利地，集成到鞋后跟中的部件可以容纳在带肋的或通常被粗糙化的壳体中，以确保这些部件粘附到例如聚氨酯的材料上，鞋底，尤其是鞋后跟由该材料制成，并在其中集
成了所述壳体。

[0121] 在其中规定将控制系统分配在如图4和图6所示的两只鞋1，1’之间的实施例的情况下，每只鞋1，1’包括无线电通信模块48，49，其优选地使用蓝牙协议。

[0122] 所述通信模块48，49可以彼此通信，以将诸如加速度计2’和回转仪3’的数据的部件数据从第二鞋1’的通信模块49传输至第一鞋1的处理单元41。还可以规定通信模块48能
够将数据从第一鞋1传输到第二鞋1’的通信模块49。

[0123] 图2是曲线图，其中绘制了作为时间的函数的，沿轴线Z测量的加速度的曲线200和沿轴线Z测量的并滤波的加速度的曲线300的示例。

[0124] 如图2所示，该曲线在其区段310中具有表示穿着者可能跌倒的斜率。如上所述，处理单元41允许检测这样的斜率并且考虑到该斜率以确定是否已经发生跌倒。

[0125] 根据一个特定方面，处理单元分析在该斜率之前、期间和/或之后沿X，Y，Z或这些轴线的一些的加速度曲线的数据，以便完善跌倒检测分析。该处理单元特别地允许处于水
平位置下在给定时间量内分析沿至少一个轴线(例如，轴线Z)测量的加速度的变化。特别
地，处理模块分析沿轴线Z的加速度的变化，该加速度的变化在给定的持续时间内经滤波，
例如在曲线段300在区段310下游的区段320内，对应于以下检测事实：曲线的斜率在给定时
间内超过了给定阈值。对下游振动的这种分析使得可以在穿着者处于水平位置时识别出他
是否移动了少许，这使得在检测到足够的移动的情况下，可以认为穿着者是斜卧的但是有
意识。

[0126] 图3是其中绘制了作为时间的函数的在给定时间段内测量的加速度的各种曲线的曲线图，在该给定时间段内，配备有该鞋或每只鞋的人绊倒并跌倒了。所述曲线因此被叠加
并且包括分别沿轴线Z、轴线X和轴线Y测量的加速度的曲线C_AccZ、C_AccX、C_AccY。所述叠
加的曲线还包括曲线C_AccZf，该曲线C_AccZf是沿轴线Z测量并被滤波的曲线，以便能够从
该曲线确定表示跌倒的斜率的加速度。特别要注意的是，在2.5到5秒的间隔内，斜率先增大
然后迅速减小，以达到基本为零的平均值(这可能是通过确定快速坡度之后限定的窗口中
处于水平位置的时间来检测到)。可以看出，在对应于斜率的实质变化的时间区域中，在每
个曲线中出现许多幅度峰值，处理单元41能够对此进行分析以识别或确认已经发生了跌
倒。

[0127] 本发明不限于附图所示的实施例。

[0128] 另外，术语“包括”不排除其他元件或步骤。此外，已经参考上述实施例之一描述的特征或步骤也可以与上述其他实施例的其他特征或步骤结合使用。