[发明专利]基于足底压力分析异常行走检测的系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及运动检测技术领域，具体是指一种基于足底压力分析异常行走检测的系统及方法。

背景技术

现今老年人在行走过程中出现摔倒的频率增加，怎样检测在正常行走过程中的人体重心变化成为了研究的热点。目前提出的所有运动系统检测(跌倒检测)方案，大致可以分为三类：基于视频摄像头的检测、基于声学信号的检测、基于可穿戴传感器(加速度计、陀螺仪等)的检测。

基于视频摄像头的检测，即对象的实施运动由摄像头检测。但第一，由于用户的日常生活被摄像头记录，这种方法无法保证用户的隐私安全。第二，由于家具或照明等一些其他外部条件的影响，使这种方法存在视场盲区，其检测范围也受到一定的限制。

基于声学信号的检测，即根据跌倒冲击地面导致震动的频率值来判断人体是否跌倒。虽然可以克服基于视频摄像头检测所带来的无法确保用户隐私的问题，但是却限制了用户的活动范围。并且对声学信号的检测，其安装复杂，同时受环境因素非常大，当材质等发生变化时，误差也就产生，且投入较大。

基于可穿戴传感器的检测，一般是将加速度传感器数据采集模块佩戴在腰间，当加速度达到跌倒阀值时，便判断为跌倒。但穿戴式设备检测信号因素单一，不能够确切地分析跌倒数据，从而造成误判或者漏判。

发明内容

本发明提供了一种基于足底压力分析异常行走检测的系统及方法，目的在于克服现有技术中跌倒检测系统的误判率或漏判率高的缺陷，提高运动检测的精度，降低成本。

为了实现上述目的，本发明具有如下构成：

该基于足底压力分析异常行走检测的系统，所述系统包括：

足底压力检测子系统，包括数个力敏传感器、第一单片机和第一无线通信模块，所述力敏传感器和第一无线通信模块均与所述第一单片机相连接，所述第一单片机用以采集所述力敏传感器的压力检测数据，所述力敏传感器设置于足底；

行走状态判断子系统，包括第二单片机和第二无线通信模块，所述第二单片机与所述第二无线通信模块相连接，所述第二单片机用以根据所述第一单片机采集的压力检测数据判断人体当前状态是否满足预设站立状态条件和预设行走状态条件，所述第二无线通信模块与所述第一无线通信模块进行通信。

较佳地，所述力敏传感器分别设置于左脚的前部和后部以及右脚的前部和后部。

更佳地，所述力敏传感器还设置于左脚的中部和右脚的中部。

更佳地，所述力敏传感器分别设置于左脚和右脚的足底大脚趾区域、第2～4跖骨区域、中足区域、后足区域。

较佳地，所述足底压力检测子系统还包括第一电源模块和模数转换模块，所述第一电源模块和模数转换模块均与所述第一单片机相连接；所述行走状态判断子系统还包括第二电源模块，所述第二电源模块与所述第二单片机相连接。

较佳地，所述系统还包括显示端，所述显示端与所述第二单片机进行通信。

本发明还涉及一种通过所述的系统基于足底压力分析异常行走检测的方法，其主要特点是，所述方法包括如下步骤：

(1)所述第一单片机采集所述力敏传感器的压力检测数据；

(2)所述第一单片机通过所述第一无线通信模块和所述第二无线通信模块将压力检测结果发送至所述第二单片机；

(3)所述第二单片机根据所述第一单片机采集的压力检测数据判断人体当前状态是否满足预设站立状态条件和预设行走状态条件，如果是，在系统预设间隔时间后，继续步骤(1)，否则继续步骤(4)；

(4)所述第二单片机判断人体行走状态异常。

较佳地，所述力敏传感器分别设置于左脚的前部和后部以及右脚的前部和后部，人体当前状态满足预设站立状态条件时，左脚的前部和后部以及右脚的前部和后部的力敏传感器的压力输出值均大于系统预设阈值。

更佳地，所述预设行走状态条件包括：

第一人体行走状态：左脚离开地面，右脚站立；

第二人体行走状态：左脚的后足接触地面，右脚的后足离开地面；

第三人体行走状态：左脚站立，右脚离开地面；

第四人体行走状态：左脚后足离开地面，右脚后足接触地面。

更进一步地，第一人体行走状态下，左脚的力敏传感器的压力输出值均小于系统预设阈值，且右脚的前足和后足的力敏传感器的压力输出值均大于系统预设阈值；

第二人体行走状态下，右脚的前足和左脚的后足的力敏传感器的压力输出值大于系统预设阈值，且右脚的后足和左脚的前足的力敏传感器的压力输出值小于系统预设阈值；