一种摔倒检测方法技术

本发明专利技术涉及一种摔倒检测方法，包括步骤一、实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；步骤二、将实际距离矩阵转化为水平距离矩阵；步骤三、提取水平距离矩阵中的实际人体曲线特征数据；步骤四、将实际人体曲线特征数据与标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析；步骤五、根据比对分析结果，执行相应操作；步骤六、通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。本发明专利技术先实时获取实际距离矩阵，再转化为水平距离矩阵，然后提取实际人体曲线特征数据，并与标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对，当二者的相似度大于等于相似度阈值时，则通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援，从而实现了对人员摔倒的准确检测。

【技术实现步骤摘要】
一种摔倒检测方法
本专利技术属于ToF传感器控制
，尤其涉及一种摔倒检测方法。
技术介绍
目前，摔倒已经成为我国的公共卫生事件，并且摔倒已经成为了65岁以上老年人伤亡的首要原因。摔倒实际上的第一个原因，是因为身体机能下降，人的身体机能随着年纪的增长，神经系统、视力、听力、感觉系统以及平衡性都会下降，这就是导致摔倒最常见的一个原因。第二个因素则是病理因素，在街上常能看到很多人走路不稳，比如说脑血栓后遗症，或者得过脑血管类疾病；除此之外，还有一些小脑的疾病，走路经常摇晃都会因为病理的因素而导致摔倒。因此，在有效防止摔倒的前提下，对于人员摔倒后的检测和提醒也具有十分重要的意义和价值。市面上对人员摔倒的检测方法大多采用摄像头检测，如在养老院或者医院，有专设的监控室和摄像头，在监测安全状况的情况下，也能够发现摔倒的人员，并采取措施。但是此种对于人员摔倒的检测方法，需要专门的人时刻监测，到时耗费人力大，且人员因需而离开监控室或者注意力不集中易导致不能够即使发现摔倒的人员，如此，造成不能达到准确检测人员摔倒的问题，更导致延误对摔倒人员的救治的问题。因此，实有必要设计一种摔倒检测方法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种摔倒检测方法，旨在解决现有技术中不能准确检测人员摔倒的技术问题。为实现上述目的，本专利技术实施例提供一种摔倒检测方法，包括以下步骤：步骤一、实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；步骤二、将步骤一得到的实际距离矩阵转化为人体相对于预定参考面的水平距离矩阵；步骤三、提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；步骤四、将所述步骤三得到的所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，其中，所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据包括人体摔倒时的人体曲线特征数据；步骤五、根据比对分析结果，执行如下操作：(1)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤一；(2)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据大于等于预设的相似度阈值，则转步骤六；步骤六、通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种摔倒检测方法，所述摔倒检测方法基于摔倒检测系统进行，所述摔倒检测系统包括依次连接的距离检测计算单元、特征识别处理单元和摔倒检测控制单元；所述摔倒检测方法方法具体包括以下步骤：步骤一、通过所述距离检测计算单元实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；步骤二、通过所述特征识别处理单元将步骤一得到的实际距离矩阵转化为人体相对于预定参考面的水平距离矩阵；步骤三、通过所述特征识别处理单元提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；步骤四、通过所述特征识别处理单元将所述步骤三得到的所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，其中，所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据包括人体摔倒时的人体曲线特征数据；步骤五、根据比对分析结果，执行如下操作：(1)通过所述特征识别处理单元判断若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤一；(2)通过所述特征识别处理单元判断若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度大于等于预设的相似度阈值，则转步骤六；步骤六、通过所述摔倒检测控制单元通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。为实现上述目的，本专利技术实施例还提供一种摔倒检测方法，所述摔倒检测方法具体包括如下步骤：步骤一、将所述摔倒检测系统的光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置；步骤二、由距离检测计算单元的调制器产生调制信号，产生的调制信号传输到所述光发射器后，由所述光发射器向外发射相应的调制光；步骤三、所述光发射器发射的调制光遇到作为被测物体的人体后，被反射向光学成像镜头；步骤四、所述距离检测计算单元中位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过镜头接收反射回的反射调制光，并由距离检测计算单元的距离计算器通过反射调制光和发射调制光的相位差和周期，基于公式：计算得到被测物体到感光探测器点阵的实际距离矩阵；步骤五、特征识别处理单元的距离转化器将接收到的人体与感光探测器点阵的实际距离矩阵基于公式转化为人体相对于感光探测器点阵平面的水平距离矩阵，并将其传输给特征识别处理单元的特征比对处理器，其中QQ`为人体与感光探测器点阵的实际距离数据，(x`，y`)和O`F为感光探测器点阵中的已知参数；步骤六、所述特征识别处理单元的特征比对处理器提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；步骤七、基于步骤六中的对比分析结果，执行如下控制操作：当所述特征识别处理单元判断判断所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤二；当通过所述特征识别处理单元判断所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度大于等于预设的相似度阈值，则转步骤八；步骤八、所述摔倒检测控制单元通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。本专利技术实施例提供的摔倒检测方法中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：(1)本专利技术先实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵，再将实际距离矩阵转化为水平距离矩阵，然后提取实际人体曲线特征数据，再将所述实际人体曲线特征数据与标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，当所述实际人体曲线特征数据与所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度大于等于相似度阈值时，则通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援，从而实现了对人员摔倒的准确检测；(2)本专利技术基于ToF传感器来实现摔倒检测时的准确性，除了可以用于敬老院以及医院外，还可以应用于其他场景如幼儿园等，具有广阔的推广应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的摔本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种摔倒检测方法，其特征在于，包括以下步骤：/n步骤一、实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；/n步骤二、将步骤一得到的实际距离矩阵转化为人体相对于预定参考面的水平距离矩阵；/n步骤三、提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；/n步骤四、将所述步骤三得到的所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，其中，所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据包括人体摔倒时的人体曲线特征数据；/n步骤五、根据比对分析结果，执行如下操作：/n(1)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤一；/n(2)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据大于等于预设的相似度阈值，则转步骤六；/n步骤六、通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。/n

【技术特征摘要】
20200319 CN 20201019502801.一种摔倒检测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一、实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；
步骤二、将步骤一得到的实际距离矩阵转化为人体相对于预定参考面的水平距离矩阵；
步骤三、提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；
步骤四、将所述步骤三得到的所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，其中，所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据包括人体摔倒时的人体曲线特征数据；
步骤五、根据比对分析结果，执行如下操作：
(1)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤一；
(2)若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据大于等于预设的相似度阈值，则转步骤六；
步骤六、通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。


2.根据权利要求1所述的摔倒检测方法，其特征在于，所述步骤四具体包括以下步骤：
(1)人体摔倒后，提前标定人体表面的各个特征点相对于所述预定参考面的水平距离所形成的水平映射轮廓作为所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据；
(2)将所述实际人体曲线特征数据与所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析。


3.根据权利要求1所述的摔倒检测方法，其特征在于，所述人体正面特征数据包括人体脸部鼻子、嘴巴、下巴和/或脖子；人体背面特征数据包括人体头部背面、和/或人体颈部背面；所述人体侧面特征数据包括人体肩部、胳膊、和/或手部。


4.根据权利要求1所述的摔倒检测方法，其特征在于，所述步骤一具体包括以下步骤：
(1)将光发射器和光学成像镜头安装于所述预定位置，并使光发射器和光学成像镜头正对书写平面上方；
(2)通过调制器向光发射器产生调制信号，由光发射器向外发射经调制的检测光束；
(3)光发射器发射的检测光束遇到人体时，经人体后反射向光学成像镜头；
(4)位于光学成像镜头后侧的感光探测器点阵通过光学成像镜头接收反射光束，并通过反射光束和发射光束之间的相位差和周期，基于公式计算得到反射光束的人体反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，该距离作为所述人体与预定位置的实际距离。


5.根据权利要求1所述的摔倒检测方法，其特征在于，所述步骤二具体包括以下步骤：
(1)将所述预定参考面选择为感光探测器点阵所在平面，并在所述预定参考面上建立平面坐标系，其中坐标原点为穿过光学成像镜头光学中心的法线与预定参考面的交点，坐标原点与光学中心之间的距离记为O`F；
(2)将反射光束的人体反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离通过如下公式转化为该人体反光部位与所述预定参考面之间的水平距离：



其中，QQ`为反射光束的人体反光部位与接收该反射光束的感光探测器点阵中对应感光探测像素点之间的实际距离，(x`，y`)为该对应感光探测像素点在预定参考面的平面坐标系中的位置坐标。


6.一种摔倒检测方法，其特征在于，所述摔倒检测方法基于摔倒检测系统进行，所述摔倒检测系统包括依次连接的距离检测计算单元、特征识别处理单元和摔倒检测控制单元；所述摔倒检测方法方法具体包括以下步骤：
步骤一、通过所述距离检测计算单元实时获取人体与预定位置之间的实际距离矩阵；
步骤二、通过所述特征识别处理单元将步骤一得到的实际距离矩阵转化为人体相对于预定参考面的水平距离矩阵；
步骤三、通过所述特征识别处理单元提取步骤二得到的水平距离矩阵中对应于人体表面的实际人体曲线特征数据，其中，所述实际人体曲线特征数据至少包括所述人体正面特征数据、人体背面特征数据和人体侧面特征数据；
步骤四、通过所述特征识别处理单元将所述步骤三得到的所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据进行比对分析，其中，所述标准人体摔倒后身体曲线特征数据包括人体摔倒时的人体曲线特征数据；
步骤五、根据比对分析结果，执行如下操作：
(1)通过所述特征识别处理单元判断若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度小于预设的相似度阈值，则转步骤一；
(2)通过所述特征识别处理单元判断若所述实际人体曲线特征数据与相对于所述预定参考面提前标定的标准人体摔倒后身体曲线特征数据的相似度大于等于预设的相似度阈值，则转步骤六；
步骤六、通过所述摔倒检测控制单元通知摔倒救援人员对摔倒人员实施摔倒救援。


7.根据权利要求6所述的摔倒检测方法，其特征在于，所述距离检测计算单元包括光发射器、调制器、光学成像镜头、感光探测器点阵、控制器和距离计算器；所述控制器连接于所述调制器和所述感光探测器点阵，所述调制器连接于所述光发射器和所述感光探测器点阵，所述光发射器用于发射经调制的调制检测光束，所述检测光束经作为被测物的人体反射后入射至光学成像镜头，经所述光学成像镜头整形后输入至所述感光探测器点阵，所述感光探测器点阵设置于所述光学成像镜头正后方并连接于所述距离计算器，所述距离计算器基于所述感光探测器点阵接收的反射光束信息计算得到被测物与感光探测器点阵之间的实...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡波清，
申请(专利权)人：广东蓝水花智能电子有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44