一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置及其預(yù)警防護(hù)方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，包括腰帶本體，腰帶本體的中間位置處間隔布置多個氣囊，腰帶本體上位于氣囊的上、下方安裝多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀、報警單元，多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀的輸出端與通過單元控制器與主控制器的輸入端相連，主控制器的輸出端通過單元控制器與分別與氣囊、報警單元的輸入端相連。本發(fā)明還公開了可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法。本發(fā)明由主控制器將采集的信息與經(jīng)驗數(shù)據(jù)集對比，給出可疑的接近物數(shù)目和接近距離，并下達(dá)執(zhí)行命令，進(jìn)行聲音報警，并控制氣囊打開，同時通過無線信息發(fā)送單元將預(yù)先設(shè)定的短信信息發(fā)送到指定的手機(jī)上，主控制器決策選擇二級防護(hù)執(zhí)行動作。
【專利說明】一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置及其預(yù)警防護(hù)方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及碰撞預(yù)警防護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置及其預(yù)警防護(hù)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]運動檢測是關(guān)于人體本身的數(shù)據(jù)檢測，目前研究主要集中在，運動員數(shù)據(jù)測量、摔倒檢測等，主要手段是通過視頻或者慣性測量單元實現(xiàn)應(yīng)用監(jiān)控系統(tǒng)?？焖儆行У孬@得人體運動信息，可使特殊人群得到必要的救助，然而，面向行人的人體碰撞檢測預(yù)警和防護(hù)還是一塊空白，兒童和特殊人群的行路安全是安全生產(chǎn)、保障社會和諧的必要環(huán)節(jié)，避免行人碰撞，具有重要的經(jīng)濟(jì)和社會效應(yīng)。
[0003]隨著傳感器技術(shù)的發(fā)展應(yīng)用，從最初的單一通道的傳感器到現(xiàn)代的多通道光、電、聲等傳感器，相應(yīng)獲得的數(shù)據(jù)量也相應(yīng)增長。然而，任何一種信息獲取技術(shù)，都有其精度和測量局限，且信號不可避免的受環(huán)境干擾，對來自同一場景的多種傳感器，由于其傳感器的類型和測量原理不同，場景自身變化以及各種干擾的存在，所獲取的信息在不同程度上存在失真或失靈。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的首要目的在于提供一種包含兩級防護(hù)執(zhí)行動作、體積小、便于攜帶，可穿戴在身上的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了以下技術(shù)方案:一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，包括腰帶本體，腰帶本體的中間位置處間隔布置多個氣囊，腰帶本體上位于氣囊的上、下方安裝多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀、報警單元，多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀的輸出端與通過單元控制器與主控制器的輸入端相連，主控制器的輸出端通過單元控制器與分別與氣囊、報警單元的輸入端相連。
[0006]所述多元傳感器組由超聲傳感器、空氣壓力傳感器和紅外傳感器組成，所述單元控制器由測距單元、接近判斷單元、失穩(wěn)判斷單元和執(zhí)行單元組成，所述腰帶本體上位于氣囊的上方或下方安裝無線信息發(fā)送單元；超聲傳感器的輸出端與測距單元的輸入端相連，紅外傳感器的輸出端與接近判斷單元的輸入端相連，空氣壓力傳感器的輸出端分別與測距單元、接近判斷單元的輸入端相連，微硅加速度計和陀螺儀的輸出端與失穩(wěn)判斷單元的輸入端相連，所述執(zhí)行單元的輸出端分別與氣囊、報警單元、無線信息發(fā)送單元的輸入端相連。
[0007]所述報警單元采用揚聲器。
[0008]所述氣囊的個數(shù)為四至六個，各個氣囊位于同一條中心線上。
[0009]所述測距單元、接近判斷單元、失穩(wěn)判斷單元的輸出端均與主控制器的輸入端相連，主控制器的輸出端與執(zhí)行單元的輸入端相連。
[0010]本發(fā)明的另一目的在于提供一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法，該方法包括下列順序的步驟:
[0011](I)上電初始化；
[0012](2)主控制器對多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀輸出的信息進(jìn)行采集，默認(rèn)處于正常運行狀態(tài)；
[0013](3)主控制器對傳感器采集到的數(shù)據(jù)序列提取特征量，并依據(jù)支持向量機(jī)SVM判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況，若判斷結(jié)果為是，則啟動報警單元進(jìn)行報警，繼續(xù)采集信息；否貝U，返回步驟(2)；
[0014](4)在報警單元報警后，主控制器判斷是否已經(jīng)出現(xiàn)明顯的碰撞狀態(tài)，若判斷結(jié)果為是，則打開氣囊，并啟動無線信息發(fā)送單元進(jìn)行無線傳輸；若判斷結(jié)果為否，則判斷是否為虛警O
[0015]在對虛警進(jìn)行判斷時，若判斷結(jié)果為是，則默認(rèn)處于正常運行狀態(tài)，否則，判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況。
[0016]判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況的判斷方法具體為:
[0017](I)提取多元傳感器組的各個傳感器特征，包括時域特征、頻域特征和時間趨勢特征
[0018]a，時域特征的提取
[0019]時域特征是根據(jù)各類傳感器輸出波形得到的時域統(tǒng)計特性，采用以下指標(biāo):
[0020]絕對均值:
【權(quán)利要求】
1.一種可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，其特征在于:包括腰帶本體，腰帶本體的中間位置處間隔布置多個氣囊，腰帶本體上位于氣囊的上、下方安裝多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀、報警單元，多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀的輸出端與通過單元控制器與主控制器的輸入端相連，主控制器的輸出端通過單元控制器與分別與氣囊、報警單元的輸入端相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，其特征在于:所述多元傳感器組由超聲傳感器、空氣壓力傳感器和紅外傳感器組成，所述單元控制器由測距單元、接近判斷單元、失穩(wěn)判斷單元和執(zhí)行單元組成，所述腰帶本體上位于氣囊的上方或下方安裝無線信息發(fā)送單元；超聲傳感器的輸出端與測距單元的輸入端相連，紅外傳感器的輸出端與接近判斷單元的輸入端相連，空氣壓力傳感器的輸出端分別與測距單元、接近判斷單元的輸入端相連，微硅加速度計和陀螺儀的輸出端與失穩(wěn)判斷單元的輸入端相連，所述執(zhí)行單元的輸出端分別與氣囊、報警單元、無線信息發(fā)送單元的輸入端相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，其特征在于:所述報警單元米用揚聲器。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，其特征在于:所述氣囊的個數(shù)為四至六個，各個氣囊位于同一條中心線上。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置，其特征在于:所述測距單元、接近判斷單元、失穩(wěn)判斷單元的輸出端均與主控制器的輸入端相連，主控制器的輸出端與執(zhí)行單元的輸入端相連。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法，該方法包括下列順 序的步驟: (1)上電初始化； (2)主控制器對多元傳感器組、微硅加速度計和陀螺儀輸出的信息進(jìn)行采集，默認(rèn)處于正常運行狀態(tài)； (3)主控制器對傳感器采集到的數(shù)據(jù)序列提取特征量，并依據(jù)支持向量機(jī)SVM判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況，若判斷結(jié)果為是，則啟動報警單元進(jìn)行報警，繼續(xù)采集信息；否則，返回步驟(2)； (4)在報警單元報警后，主控制器判斷是否已經(jīng)出現(xiàn)明顯的碰撞狀態(tài)，若判斷結(jié)果為是，則打開氣囊，并啟動無線信息發(fā)送單元進(jìn)行無線傳輸；若判斷結(jié)果為否，則判斷是否為虛警。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法，其特征在于:在對虛警進(jìn)行判斷時，若判斷結(jié)果為是，則默認(rèn)處于正常運行狀態(tài)，否則，判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法，其特征在于:判斷是否即將出現(xiàn)碰撞情況的判斷方法具體為: (I)提取多元傳感器組的各個傳感器特征，包括時域特征、頻域特征和時間趨勢特征 a,時域特征的提取 時域特征是根據(jù)各類傳感器輸出波形得到的時域統(tǒng)計特性，采用以下指標(biāo):
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的可穿戴人體碰撞預(yù)警防護(hù)裝置的預(yù)警防護(hù)方法，其特征在于:判斷是否已經(jīng)出現(xiàn)明顯的碰撞狀態(tài)的方法具體為:根據(jù)傳感器時間序列得到時域特征和頻域特征，再由時域特征和頻域特征經(jīng)過支持向量機(jī)SVM得到?jīng)Q策判斷，其中主要依據(jù)微硅加速度計和陀螺儀的時間序列； (I)提取微硅加速度計和陀螺儀的時間序列特征，包括時域特征和頻域特征 a,時域特征的提取 時域特征是根據(jù)各類傳感器輸出波形得到的時域統(tǒng)計特性，采用以下指標(biāo):絕對均值:
【文檔編號】G08B21/02GK103761832SQ201410031151
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月22日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月22日
【發(fā)明者】陸澤櫞, 董春蘭 申請人:安徽科赫信息技術(shù)有限公司