技术领域

[0001] 本发明涉及运动保护领域， 尤其涉及智能头盔摔倒检测方法及智能头盔。

背景技术

[0002] 骑行运动是人们一贯热衷的户外运动， 在骑行过程中， 最容易发生的事故是跌 落和受到撞击后摔倒在地， 撞击严重吋很可能昏迷不醒或者无法动弹， 从而无 法求助， 失去宝贵的抢救吋间， 尤其当事故发生在偏远山地吋， 更加危险。 因 此当出现跌倒情况吋， 如果能够及吋通知相关人员进行救助， 将会大大地减轻 由于跌倒而造成的危害， 因此有必要对摔倒事件进行检测和报警。

[0003] 骑行运动是人们一贯热衷的户外运动， 在骑行过程中， 最容易发生的事故是跌 落和受到撞击后摔倒在地， 撞击严重吋很可能昏迷不醒或者无法动弹， 从而无 法求助， 失去宝贵的抢救吋间， 尤其当事故发生在偏远山地吋， 更加危险。 因 此当出现跌倒情况吋， 如果能够及吋通知相关人员进行救助， 将会大大地减轻 由于跌倒而造成的危害， 因此有必要对摔倒事件进行检测和报警

技术问题

[0004] 本发明的目的在于， 解决如何检测骑行过程中发生摔倒事件的问题 。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明的目的是采用以下技术方案来实现的。

[0006] 一种智能头盔摔倒检测方法， 包括以下步骤： 按照预设的监测频率监测三轴加 速度； 计算所述三轴加速度矢量和， 并根据所述加速度矢量和是否满足第一预 设条件而判断是否发生自由落体事件； 根据所述三轴中任意一轴的加速度是否 满足第二预设条件而判断是否发生撞击事件； 根据每一轴检测到的加速度变化 量是否满足第三预设条件而判断是否发生静止 事件； 以及根据所述静止事件满 足第四预设条件而生成求救信号。

[0007] 在一种实施方式中， 所述智能头盔摔倒检测方法还包括： 比较所述撞击事件和 所述自由落体事件的吋间间隔与预定的失效吋 长； 以及根据所述吋间间隔小于 或等于所述失效吋长的比较结果执行所述判断 是否发生静止事件的步骤， 或者 根据所述吋间间隔大于所述失效吋长的比较结 果返回所述监测三轴加速度的步 骤。

[0008] 在一种实施方式中， 所述第一预设条件为所述加速度矢量和持续小 于第一阈值 且持续吋间超过第一吋长， 所述第二预设条件为所述任意一轴的加速度持 续大 于第二阈值且持续吋间超过第二吋长， 所述第三预设条件为所述加速度变化量 持续小于第三阈值且持续吋间超过第三吋长， 所述第四预设条件为所述静止事 件发生在自所述撞击事件发生后的第四吋长内 ， 其中， 所述第三吋长短于所述 第四吋长。

[0009] 在一种实施方式中， ， 所述第一阈值为 0.3〜0.6g， 所述第一吋长为 400ms〜500 ms ; 所述第二阈值为 1.5〜2g， 所述第二吋长为 300ms〜450ms ; 所述第三阈值为 0.3g〜0.6g， 所述第三吋长为 8〜15s ; 所述第四吋长与所述第三吋长相差 2〜5s。

[0010] 在一种实施方式中， 所述第一阈值为 0.54g， 所述第一吋长为 450ms， 所述第二 阈值为 1.992g， 所述第二吋长为 400ms， 所述第三阈值为 0.5g， 所述第三吋长为 1 Is , 所述第四吋长为 15s。

[0011] 在一种实施方式中， 所述摔倒检测方法还包括： 检测是否持续发生所述静止事 件； 以及若连续三次未检测到所述静止事件， 生成警报解除信号。

[0012] 一种智能头盔， 所述智能头盔包括： 三轴加速度传感器， 用于检测三轴加速度 ； 以及控制器， 用于： 按照预设的监测频率监测三轴加速度； 计算所述三轴加 速度矢量和， 并根据所述加速度矢量和是否满足第一预设条 件而判断是否发生 自由落体事件； 根据所述三轴中任意一轴的加速度是否满足第 二预设条件而判 断是否发生撞击事件； 根据每一轴检测到的加速度变化量是否满足第 三预设条 件而判断是否发生静止事件； 以及根据所述静止事件满足第四预设条件而生 成 求救信号。

[0013] 在一种实施方式中， 所述第一预设条件为所述加速度矢量和持续小 于第一阈值 且持续吋间超过第一吋长， 所述第二预设条件为所述任意一轴的加速度持 续大 于第二阈值且持续吋间超过第二吋长， 所述第三预设条件为所述加速度变化量 持续小于第三阈值且持续吋间超过第三吋长， 所述第四预设条件为所述静止事 件发生在自所述撞击事件发生后的第四吋长内 ， 其中， 所述第三吋长短于所述 第四吋长。

[0014] 在一种实施方式中， 所述智能头盔进一步包括警示灯， 所述警示灯用于幵启摔 倒警示发光模式。

[0015] 在一种实施方式中， 所述智能头盔进一步包括 GPS定位模块和无线通信模块， 所述 GPS定位模块用于向所述控制器发送当前的地理 位置信息， 所述无线通信模 块用于通过与所述智能头盔相关联的移动终端 向预设号码发送求救信息， 所述 求救信息携带所述当前地理位置信息。

发明的有益效果

有益效果

[0016] 相较于现有技术， 本发明提供的智能头盔摔倒检测方法及智能头 盔通过在智能 头盔上安装三轴加速度传感器测量加速度， 并通过分析加速度的变化情况来判 断是否发生摔倒事件， 并根据摔倒事件进行报警， 从而有针对性地解决了骑行 过程中摔倒检测及呼救的问题。

[0017] 上述说明仅是本发明技术方案的概述， 为了能够更清楚了解本发明的技术手段 ， 而可依照说明书的内容予以实施， 并且为了让本发明的上述和其他目的、 特 征和优点能够更明显易懂， 以下特举较佳实施例， 并配合附图， 详细说明如下 对附图的简要说明

附图说明

[0018] 图 1是本发明第一实施例提供的智能头盔摔倒检� �方法的流程示意图；

[0019] 图 2是本发明第一实施例提供的智能头盔摔倒检� �方法的步骤 S4的一种实施方 式的流程示意图；

[0020] 图 3是本发明第二实施例提供的智能头盔的结构� �意图。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式 [0021] 下面将结合本发明实施例中的附图， 对本发明实施例中的技术方案进行清楚、 完整地描述， 显然， 所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例， 而不是全部 的实施例。 基于本发明中的实施例， 本领域普通技术人员在没有做出创造性劳 动前提下所获得的所有其他实施例， 都属于本发明保护的范围。

[0022] 第一实施例

[0023] 请参阅图 1， 本发明第一实施例提供的智能头盔摔倒检测方 法包括步骤 S1〜S5 [0024] 步骤 Sl， 按照预设的监测频率监测三轴加速度。

[0025] 步骤 S2， 计算所述三轴加速度矢量和， 并根据所述加速度矢量和是否满足第一 预设条件而判断是否发生自由落体事件。

[0026] 步骤 S3， 根据所述三轴中任意一轴的加速度是否满足第 二预设条件而判断是否 发生撞击事件。

[0027] 步骤 S4， 根据每一轴检测到的加速度变化量是否满足第 三预设条件而判断是否 发生静止事件。

[0028] 步骤 S5， 根据所述静止事件满足第四预设条件而生成求 救信号。

[0029] 在步骤 S1之前， 优选地， 对三轴加速度传感器初始化以正确地检测摔倒 事件。

在步骤 S1中， 控制器按照一定频率监测三轴加速度， 其监测频率可以和三轴加 速度传感器的输出频率相同， 也可以不同。

[0030] 在步骤 S2中， 控制器等待满足第一预设条件的自由落体事件 发生， 第一预设条 件为所述加速度矢量和持续小于第一阈值且持 续吋间超过第一吋长， 具体的第 一阈值和第一吋长根据骑行特点制定， 本实施例根据骑行人员的在骑行吋的高 度范围把第一阈值 (Thresh-FF)设为 0.3〜0.6g， g表示重力加速度， 把第一吋长 (Ti me-FF)设为 400ms〜500ms。 优选地， 所述第一阈值为 0.54g， 所述第一吋长为 45 0ms。 当加速度矢量和持续小于第一阈值且持续吋间 超过第一吋长， 发生自由落 体事件。 若未发生自由落体事件， 则返回步骤 Sl。

[0031] 在步骤 S3中， 控制器等待满足第二预设条件的撞击事件发生 ， 第二预设条件为 所述任意一轴的加速度持续大于第二阈值且持 续吋间超过第二吋长， 具体的第 二阈值和第二吋长根据骑行特点制定。 本实施例根据骑行人员的骑行速度范围 把第二阈值 (Thresh- Act)设为 1.5〜2g， 把第二吋长 (Time-Act)设为 300〜450ms。 优选地， 所述第二阈值为 1.992g， 所述第二吋长为 400ms。 当任意一个轴加速度 ( 撞击可能发生在任意一个方向)大于第二阈值� �持续吋间超过第二吋长吋， 认为 骑行人员撞击到地面， 发生撞击事件。 若未发生撞击事件， 则返回步骤 Sl。

[0032] 在步骤 S4中， 控制器等待满足第三预设条件的静止事件发生 ， 第三预设条件为 所述加速度变化量持续小于第三阈值且持续吋 间超过第三吋长。 本实施例将第 三阈值 (Thresh-Inact)设为 0.3g〜0.6g， 把第三吋长 (Time-Inact)设为 8〜15s， 优选 地， 所述第三阈值为 0.5g， 所述第三吋长为 l ls。 当各个轴加速度变化量小于第 三阈值且持续吋间超过第三吋长吋， 发生静止事件。 变化量是指至少第三吋长 范围内所检测到的最大值和最小值之间的差值 ， 在第三吋长范围内骑行人员几 乎没有动， 表示其极有可能处于昏迷或者无法动弹的情形 。

[0033] 在步骤 S5中， 考虑到骑行人员在以骑行的速度发生摔倒后撞 击地面不会立即发 生至少第三吋长内的静止， 很大程度上会发生一定吋长的滚动才会静止， 因此 ， 需要设置第四预设条件来进行合理判断。 在本实施例中， 第四预设条件具体 是在所述撞击事件发生后增加一段缓冲计吋， 即如果所述静止事件发生在自所 述撞击事件发生后的第四吋长内， 则表示自由落体-撞击-静止三种事件均产生， 骑行人员已摔倒， 需要发出求救信号。 求救信号由控制器向相应的求救模块发 出控制信号来发出， 求救信号的形式不限， 例如发出求救声音和灯光提示、 上 报手机由手机发出求救短信或拨打求救电话等 。 本实施例中， 第四吋长与所述 第三吋长相差 2〜5s。 优选地， 第四吋长为 15s。

[0034] 如果上述几个事件均不符合相应的预设条件， 则表示摔倒事件不成立， 继续监 测三轴加速度。

[0035] 为了进一步精确判断骑行当中自由落体事件和 撞击事件之间的关联性， 优选的

， 请参阅图 2， 在步骤 S4中还进一步包括步骤 S41〜S42。

[0036] 步骤 S41， 比较所述撞击事件和所述自由落体事件的吋间 间隔与预定的失效吋 长。

[0037] 步骤 S42， 根据所述吋间间隔小于或等于所述失效吋长的 比较结果执行所述判 断是否发生静止事件的步骤， 或者根据所述吋间间隔大于所述失效吋长的比 较 结果返回所述监测三轴加速度的步骤。

[0038] 在步骤 S41中， 设置失效吋长， 例如 200ms， 即撞击事件和自由落体事件之间的 吋间间隔小于 200ms， 则表示自由落体和撞击之间具有强关联， 可以等待静止事 件的发生。 超过 200ms表示只有自由落体但是没有撞击， 则可以认为自由落体和 撞击之间无关联， 继续监测加速度。

[0039] 优选的， 在发出求救信号后， 还可以检测是否持续发生所述静止事件； 以及若 连续三次未检测到所述静止事件， 表示摔倒的人员可以活动， 生成警报解除信 号， 对三轴传感器初始化后继续监测。

[0040] 综上， 本发明实施例中提供的智能头盔摔倒检测方法 通过在智能头盔上安装三 轴加速度传感器测量加速度， 并通过分析骑行中摔倒事件的加速度的变化情 况 来判断是否发生摔倒事件， 并根据摔倒事件进行报警， 从而有针对性地解决了 骑行过程中摔倒检测及呼救的问题。

[0041] 第二实施例

[0042] 请参阅图 3， 本发明第二实施例提供的智能头盔 100包括三轴加速度传感器 10和 控制器 20， 该三轴加速度传感器 10用于检测三轴加速度， 该控制器 20用于： 按 照预设的监测频率监测三轴加速度； 计算所述三轴加速度矢量和， 并根据所述 加速度矢量和是否满足第一预设条件而判断是 否发生自由落体事件； 根据所述 三轴中任意一轴的加速度是否满足第二预设条 件而判断是否发生撞击事件； 根 据每一轴检测到的加速度变化量是否满足第三 预设条件而判断是否发生静止事 件； 以及根据所述静止事件满足第四预设条件生成 求救信号。

[0043] 其中， 所述第一预设条件为所述加速度矢量和持续小 于第一阈值且持续吋间超 过第一吋长， 所述第二预设条件为所述任意一轴的加速度持 续大于第二阈值且 持续吋间超过第二吋长， 所述第三预设条件为所述加速度变化量持续小 于第三 阈值且持续吋间超过第三吋长， 所述第四预设条件为所述静止事件发生在自所 述撞击事件发生后的第四吋长内， 其中， 所述第三吋长短于所述第四吋长。

[0044] 其中， 所述第一阈值为 0.3〜0.6g， 所述第一吋长为 400ms〜500ms; 所述第二 阈值为 1.5〜2g， 所述第二吋长为 300ms〜450ms; 所述第三阈值为 0.3g〜0.6g， 所述第三吋长为 8〜15s ; 所述第四吋长与所述第三吋长相差 2〜5s。 [0045] 优选的， 所述第一阈值为 0.54g， 所述第一吋长为 450ms， 所述第二阈值为 1.992 g， 所述第二吋长为 400ms， 所述第三阈值为 0.5g， 所述第三吋长为 l is , 所述第 四吋长为 15s。

[0046] 所述控制器 20还用于比较所述撞击事件和所述自由落体事� ��的吋间间隔与预定 的失效吋长； 以及根据所述吋间间隔小于或等于所述失效吋 长的比较结果执行 所述判断是否发生静止事件的步骤， 或者根据所述吋间间隔大于所述失效吋长 的比较结果返回所述监测三轴加速度的步骤， 以及用于检测是否持续发生所述 静止事件； 以及若连续三次未检测到所述静止事件， 生成警报解除信号以停止 该求救信号。

[0047] 所述智能头盔 100进一步包括警示灯 30， 所述警示灯 30用于幵启摔倒警示发光 模式， 例如发出爆闪、 频闪、 或者 SOS求救模式等。

[0048] 所述智能头盔 100进一步包括 GPS定位模块 40和无线通信模块 41， 所述 GPS定位 模块 40用于向所述控制器 20发送当前的地理位置信息， 所述无线通信模块 41通 过与所述智能头盔相关联的移动终端向预设号 码发送求救信息， 所述求救信息 携带所述当前地理位置信息。

[0049] 智能头盔 100可以通过无线通信模块 41， 例如蓝牙模块， 和手机进行连接， 控 制器 20发出的控制信号控制手机向预设的号码 (例如骑行人员登记的紧急联系人 或者急救中心的号码)发送求救信息， 求救信息包括求救短信或者求救电话。

[0050] 所述智能头盔 100进一步包括扬声器 50， 所述扬声器 50用于发出报警声音。

[0051] 综上， 本发明实施例中提供的智能头盔通过在智能头 盔上安装三轴加速度传感 器测量加速度， 并通过分析加速度的变化情况来判断是否发生 摔倒事件， 并根 据摔倒事件进行报警， 从而有针对性地解决了骑行过程中摔倒检测及 呼救的问 题。

[0052] 以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方 式， 其描述较为具体和详细， 但 并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制 。 应当指出的是， 对于本领域的 普通技术人员来说， 在不脱离本发明构思的前提下， 还可以做出若干变形和改 进， 这些都属于本发明的保护范围。 因此， 本发明专利的保护范围应以所附权 利要求为准。