[发明专利]一种智能跌倒监护T恤及其跌倒检测算法

说明书

技术领域

本发明涉及一种智能跌倒监护T恤及其跌倒检测算法，属于智能可穿戴设备领域。

背景技术

目前市场上流行的主要是摔倒检测设备及摔倒报警系统，只是用于摔倒后的报警及紧急救助功能，远远不能预防或阻止摔倒带来的严重伤害。

现有的智能手环、手表等穿戴设备主要用于健康管理，如监测睡眠、运动和心率变化等，也不能用于摔倒监测及防护。

因此，对于行走困难的病人或老年人，急需一种可预见跌倒的可能性并及时提供有效保护的装置。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供了一种穿戴方便、穿着轻便、监测及时准确、能提供全面应急保护的智能跌倒监护T恤及其跌倒检测算法。

本发明采用如下技术方案：

一种智能跌倒监护T恤，其包括T恤本体、设置在T恤本体上的气囊、设置在T恤本体上用于给气囊充气的充气泵、设置在T恤本体上的倾倒监测传感器、微处理器和驱动单元；所述充气泵的充气口接入气囊，所述倾倒监测传感器的输出端接入微处理器的输入端，所述微处理器的输出端接入驱动单元的输入端，所述驱动单元的输出端接充气泵的电源控制端。

进一步的，所述充气泵设置在T恤本体的腹部或腰两侧，以便穿着者坐卧休息时不被硌到，确保穿着者的舒适和充气泵的安全。

进一步的，所述充气泵通过导气管接入所述气囊，所述导气管设置在穿着者身体两侧，避免坐卧时被压迫影响充气。

进一步的，所述气囊包括头部气囊、颈部气囊、肩部气囊、臂部气囊、腰部气囊和臀部气囊中的一种或多种。

所述头部气囊、颈部气囊、肩部气囊、臂部气囊、腰部气囊和臀部气囊之间相互独立或任意几种之间相互连通。

进一步的，所述倾倒监测传感器包括三轴加速度传感器和陀螺仪传感器，所述三轴加速度传感器和陀螺仪传感器的输出端接入所述微处理器的输入端，所述三轴加速度传感器和陀螺仪传感器均设置在T恤本体上。

进一步的，本智能跌倒监护T恤还包括设置在T恤本体上的心率传感器，所述心率传感器的输出端接入所述微处理器的输入端；所述心率传感器设置在T恤本体的前胸处心脏部位。

进一步的，本智能跌倒监护T恤还包括设置在T恤本体上的摄像头，所述摄像头的输出端接入所述驱动单元的视频接口，所述摄像头设置在T恤本体的前胸处。进一步的，本智能跌倒监护T恤还包括设置在T恤本体上的通话装置，所述通话装置和所述驱动单元的音频接口双向连接，所述通话装置设置在T恤本体的衣领处。

进一步的，本智能跌倒监护T恤还包括设置在T恤本体上的GPS定位和GSM通信模块，所述GPS定位和GSM通信模块和所述微处理器的信号端双向连接，所述GPS定位和GSM通信模块可以设置在T恤本体的前面或后面，优选将GPS定位和GSM通信模块放置在T恤本体的前面。

进一步的，所述GPS定位和GSM通信模块的型号为SIM908。

进一步的，所述心率传感器为蓝牙心率传感器，其型号为HKX-08L。

进一步的，所述通话装置包括耳机与话筒。

进一步的，所述三轴加速度传感器的型号为ADXL345，所述陀螺仪传感器的型号为ENC-03RD。

进一步的，所述驱动单元包括用于充气泵的驱动芯片、用于通话装置的音频驱动芯片和用于摄像头的驱动芯片；所述用于充气泵的驱动芯片的型号为LV8731，所述用于通话装置的音频驱动芯片的型号为CS42L52，所述用于摄像头的驱动芯片的型号为ANX7150ANX7150L/F。

一种用于所述智能跌倒监护T恤的跌倒检测算法，其包括如下步骤：

步骤一：采集三轴加速度传感器数据(t,A_x,A_y,A_z)和陀螺仪传感器的数据(t,θ_x,θ_y,θ_z)；其中t是从微处理器中读取的当前日期和时间；A_x、A_y、A_z分别是加速度传感器测量的沿三轴X、Y、Z方向的加速度值；θ_x、θ_y、θ_z分别是陀螺仪传感器测量的沿三轴X、Y、Z方向的转动角度；

步骤二：提取步骤一中的特征值，即(t、△A、△θ)；其中△A是三维加速度值的改变量，计算方法如公式(1)所示；所述△θ是三维倾斜角度的改变量，计算方法如公式(2)所示：