[发明专利]用于判断人体跌倒的传感器系统、方法及人体防护装置

说明书

技术领域

本发明涉及传感器领域，尤其涉及一种用于判断人体跌倒的传感器系统、方法及人体防护装臵。 

背景技术

随着年龄的增长和机体的衰老，人们特别是老年人的生活和健康都会受到严重影响，跌倒就是“罪魁祸首”之一。跌倒是指突发、不自主、非故意的体位改变，倒在地面或比初始位臵更低的平面上。跌倒在老年人群中非常普遍，严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，并造成了老年人心理上的压力和恐惧。跌倒往往会对老年人的身体带来巨大的损害，有时造成的后果对老年人来说甚至是致命的。据统计，90%的髋部骨折是由跌倒引起。髋骨骨折主要包括股骨骨折和股骨转子间骨折两种，人类的股骨大转子仅位于臀部后外侧皮下,缺乏软组织保护，呈长方形，其后上面无任何结构附着，位于股骨颈的后上部。大转子的位臵表浅，因而直接暴力引起骨折的机会较大。老年人在侧后方跌倒时，往往是一侧髋部首先着地，同时存在大腿内收，这时候大转子部位会更加突出。由于该部位缺少软组织缓冲，这样就会使股骨大转子区域直接触地受力，出现股骨转子间骨折。因为股骨颈有向前12-15度的前倾角，跌倒时如果股骨大转子受力部位较广泛且没有发生股骨转子骨折，那么暴力就会沿股骨颈向上传递，将上半身重力和地面的撞击在股骨颈部位形成剪力，从而发生股骨颈骨折，特别是患有骨质疏松的老人极易发生此类骨折。 

目前的跌倒判断装臵大多主要是依靠加速度来判断跌倒事件的发生，但人体运动非常复杂，依靠较少或单一的人体运动姿态信息来预测跌倒的可靠性不高，当人体跌倒而未能判断出时，就起不到保护效果，当人体没有跌倒而做出误判断时，必然给人们带来不便。 

所以亟待开发一种能够准确判断人体是否跌倒，并能在人体跌倒是迅速保 护人体的人体防护装臵。 

发明内容

基于此，有必要针对上述传感器系统存在的缺陷，提供一种能够准确判断人体是否跌倒的传感器系统。 

一种用于判断人体跌倒的传感器系统，包括：六轴传感器模块，包括三轴加速度计及三轴陀螺仪，所述三轴加速度计用于采集人体加速度，所述三轴陀螺仪用于采集人体角速度，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；单轴倾角传感器模块，包括单轴倾角传感器，所述单轴倾角传感器用于采集人体倾角；微处理器模块，电性连接于所述六轴传感器模块及单轴倾角传感器模块，所述微处理器模块用于接收所述人体加速度、人体角速度及人体倾角，并对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理、判断人体是否跌倒；及电源模块，电性连接于所述六轴传感器模块、单轴倾角传感器模块及微处理器模块，所述电源模块用于为上述各个模块提供电源。 

所述六轴传感器模块包括三轴加速度计及三轴陀螺仪，所述三轴加速度用于采集人体加速度，所述三轴陀螺仪用于采集人体角速度，所述六轴传感器模块还用于将所述人体加速度及人体角速度转换成二进制数据。 

在本发明提供的实施例中，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述三轴加速度计、三轴陀螺仪及单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据。 

在本发明提供的实施例中，所述微处理器模块包括模数转换器，所述模数转换器电性连接于所述单轴倾角传感器，所述模数转换器用于将所述人体倾角转换成二进制数据。 

在本发明提供的实施例中，所述传感器系统还包括磁性开关，所述磁性开关电性连接于所述微处理器模块。 

另外，本发明还提供了一种用于判断人体跌倒的方法，包括下述步骤： 

采集人体加速度、采集人体角速度及采集人体倾角，所述人体加速度包括X轴加速度、Y轴加速度及Z轴加速度，所述人体角速度包括X轴角速度、Y轴角速度及Z轴角速度；对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理；及根据处理结果判断人体是否跌倒。 

在本发明提供的实施例中，其中，对所述人体加速度、人体角速度及人体倾角进行处理，具体包括下述步骤：分别将所述人体加速度、人体角速度及人体倾角转换成二进制数据；分别将所述二进制数据转换成十进制数据。 

在本发明提供的实施例中，其中，根据处理结果判断人体是否跌倒，具体包括下述步骤： 

步骤S410：接收所述人体加速度； 

步骤S420：计算所述人体加速度的合成加速度；