基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助系统及方法。
【背景技术】
[0002]目前，我国已经提前进入老年型社会，65岁以上的老年人已经超过1.5亿。与此同时，跌倒已经成为我国65岁以上老年人伤害死亡的首位原因。一些老年人在跌倒之后往往由于没有得到及时的救助而造成了更严重的后果，因为在老年人跌倒时需要及时通知相关人员对跌倒的老年人进行救助。
[0003]同时，出现了很多在老年人跌倒之后周围人群不愿意前去救助的现象。即使能够前去救助，施救者也往往缺乏必要的救助常识。为此，考虑到基本国情，卫生部于2011年9月6日公布了《老年人跌倒干预技术指南》，目的就在于让救助者以更科学的方法对跌倒的老年人进行施救。
[0004]对老年人跌倒进行预警，目前出现了在老年人腰身上穿戴一些加速度传感器的方式。此种方式通过加速度传感器判断老年人的运动状态，并结合一定算法，在老年人失稳的情况及时发出报警。
[0005]现有的在老年人腰身上穿戴一些加速度传感器进行预警的方式存在着巨大的问题，即该种方式的实用性非常低，因为该预警方式需要在老年人腰身上穿戴一些装置，这样在使用上不方便。同时，由于该预警方式功能单一，只能进行跌倒的预警工作，不能提供额外的功能，这就会大大降低该装置的使用频率，进而也就做不到真正的预警了。
【发明内容】
[0006]有鉴于此，有必要提供一种基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助系统及方法。
[0007]本发明提供一种基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助系统，该智能眼镜包括相互电性连接的跟踪模块、图像采集模块、存储模块、通讯模块、语音模块及电源模块，其中:所述跟踪模块，用于判定老年人是否处于失稳状态；所述图像采集模块，用于在老年人处于失稳状态时，对老年人周围的场景进行视频采集；所述存储模块，用于存储上述采集的视频；所述语音模块，用于在老年人跌倒时向周围人群发出求救语音信号；所述电源模块，用于为智能眼镜提供电力供应。
[0008]优选的，所述跟踪模块包括用于对人体头部的运动进行跟踪和监测的三轴加速度传感器和三轴陀螺仪。
[0009]优选的，所述跟踪模块根据所述三轴加速度传感器及三轴陀螺仪的输出值判定老年人是否处于失稳状态。
[0010]优选的，所述的智能眼镜还包括用于将存储的视频传送给主机，及对老年人所处的地点进行定位的通讯模块。
[0011]优选的，所述的图像采集模块还用于按照一定时间间隔对老年人周围的场景进行图像采集。
[0012]优选的，所述的存储模块还用于存储所采集的图像，及当存储的图像超过一定时间后将最开始存储的图像删除。
[0013]优选的，该系统还包括主机，所述主机包括:储存模块，用于保存智能眼镜所传送的视频；通信模块，用于与当地的医疗机构联系，让专业人士对施救者进行指导。
[0014]优选的，所述语音模块还用于当有施救者对跌倒的老年人进行救助时，将施救者的语音信号传送给专业人士并将专业人士语音指导传送给施救者。
[0015]本发明提供一种基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助方法，该方法包括如下步骤:判定老年人的失稳状态；当老年人处于失稳状态时，对老年人周围的场景进行视频采集，并将所述视频保存到主机；老年人跌倒时向周围人群发出求救语音信号，并联系专业人士。
[0016]优选的，所述判定老年人的失稳状态具体通过所述智能眼镜中的三轴加速度传感器及三轴陀螺仪的输出值进行判定。
[0017]本发明所提供的基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助系统及方法，在结合智能眼镜的其他功能后，该设备可以作为老年人日常的生活用品，这样就会大大增加该设备的使用频率，在老年人跌倒预警救助方面真正发挥作用。
【附图说明】
[0018]图1为与本发明智能眼镜的外观示意图；
[0019]图2为与本发明智能眼镜的正面图；
[0020]图3为本发明智能眼镜的硬件架构示意图；
[0021]图4为智能眼镜坐标系示意图；
[0022]图5为本发明主机的硬件架构示意图；
[0023]图6为本发明基于智能眼镜的老年人跌倒预警救助方法流程图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细的说明。
[0025]本发明采用的智能眼镜(请参照图1)，为可透视型智能眼镜，即戴上该智能眼镜后，周围可见光能够透过眼镜镜片，人的双眼能够正常看到四周的环境，并且该智能眼镜能够将一些图像信息叠加在人的真实视野上，当人戴上该智能眼镜后，除了看到四周的环境夕卜，也能看到由该智能眼镜显示出来的图像信息，相当于离人眼一定距离的空间中观看一定尺寸的屏幕。
[0026]所述智能眼镜具有四个摄像头(请参照图2)，其中，两个摄像头对称位于该智能眼镜的前方，分别为左摄像头001和右摄像头002 ;另外两个摄像头对称位于该智能眼镜两侧的镜框上，分别为左侧摄像头003和右侧摄像头004。如此所述智能眼镜可以提供老年人周围360°的视角场景。
[0027]参阅图3所示，为本发明智能眼镜的硬件架构示意图。所述智能眼镜包括相互电性连接的图像采集模块005、存储模块006、跟踪模块007、通讯模块008、语音模块009、电源模块010。其中:
[0028]所述图像采集模块005包括左摄像头001、右摄像头002、左侧摄像头003及右侧摄像头004。所述图像采集模块005用于按照一定时间间隔对老年人周围的场景进行图像米集。
[0029]所述存储模块006用于存储上述图像采集模块005所采集的图像，及当存储的图像超过一定时间后将最开始存储的图像删除。
[0030]所述跟踪模块007用于判定老年人的失稳状态。具体而言:
[0031]所述跟踪模块007包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，对人体头部的运动进行跟踪和监测。其中，所述三轴加速度传感器用于跟踪人体的头部在三个正交坐标轴方向上的移动，所述三轴陀螺仪用于跟踪人体的头部绕着三个正交坐标轴方向发生的转动。所述三轴加速度传感器输出头部在三个坐标轴方向上运动的加速度，所述三轴陀螺仪输出头部绕着三个坐标轴发生转动的角速度。
[0032]所述跟踪模块007首先建立如图4所示的坐标系，以智能眼镜镜框的中心点O为原点，以经过点O并平行于智能眼镜投射出的图像画面的平面为OXY平面，建立右手坐标系0ΧΥΖ。其中，所述三轴加速度传感器的输出值为ax，ay, az，所述三轴陀螺仪的输出值为ω , ω , ω 0
χ，y，Z0
[0033]在老年人即将失稳时，头部也会跟着运动，此时所述三轴加速度传感器的输出值ax，ay，az以及所述三轴陀螺仪的输出值ωχ，coy，ωz相比于老年人正常运动会发生很大改变，当ax，ay, az和ωχ，coy，ωζ的值满足设定的条件时，即可判定老年人处于失稳状态。
[0034]相比于在老年人的腰身或者腿上穿戴加速度传感器或者陀螺仪，本发明在预警时间以及准确性上具有极大的优势。因为在老年人跌倒时，人体的倒下可以分为竖直倒下和偏转倒下:在竖直倒下时，人体的头部和腰身是一起向下运动的，此时在头部测量老年人的运动变化和在腰身上测量老年人的运动变化效果是一致的；在偏转倒下时，老年人的身体会向前、向左、向右或者向后发生倾斜，并最终倒下，效果等同于老年人的身体以脚部为中心点发生转动，此时离脚部越远的地方，运动变化越剧烈。因此相对于目前在老年人的腰身或者腿上穿戴加速度传感器或者陀螺仪，本发明能够更早的对老年人的失稳状态进行报警，从而为预警提供更多的时间。
[0035]所述图像采集模块005还用于当所述跟踪模块007判定老年人处于失稳状态时，对老年人周围的场景进行视频采集。
[0036]所述存储模块006还用于存储上述图像采集模块005采集的视频。
[0037]所述通讯模块008用于将存储模块006存储的视频传送给主机，及将老年人跌倒的信息发送给老年