CN116940279A - 跌倒分类设备和装置 - Google Patents
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Abstract
本发明针对一种具有接收器单元(102)和主体活动数据确定单元(106)的跌倒分类设备(100),接收器单元(102)被配置为从无线发射器(101,103)接收无线通信信号(W),主体活动数据确定单元(106)被配置为使用由质量信号确定单元确定的信号质量值来确定并提供指示感测体积(V1)内主体(S)的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据。跌倒事件检测单元(108)被配置为基于至少一个主体活动度量的主体活动数据的时间变化来确定跌倒事件是否已经发生。跌倒事件类型分类单元(110)被配置为:使用预定算法以及在确定跌倒事件之前的第一时间跨度和在确定跌倒事件之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据,从预定的跌倒类型列表中以增加的准确性确定跌倒类型。
Description
技术领域
本发明涉及一种跌倒分类设备、一种跌倒分类装置、用于操作跌倒分类设备和跌倒分类装置的对应方法以及一种计算机程序。
背景技术
US2020/0163590A1公开了一种跌倒检测方法、设备和系统,用于检测目标对象是否在检测区域中跌倒。该跌倒检测方法包括:接收检测区域中发射器传输的WIFI信号并且从WIFI信号中提取CSI数据,对CSI数据进行预处理以获得待识别CSI数据,以及通过深度神经网络处理待识别CSI数据以确定目标对象是否在检测区域中跌倒。
发明内容
提高跌倒事件类型跌倒检测的分类准确性将是有益的。
根据本发明的第一方面,提供了一种跌倒分类设备。该跌倒分类设备包括接收器单元,该接收器单元被配置为从一个或多个外部无线发射器接收无线射频通信信号。无线发射器中的每一个与接收器单元一起限定用于感测多个主体活动度量的相应感测体积。主体活动度量指示位于相应感测体积内的一个或多个主体的相应主体活动。
跌倒分类设备还包括信号质量确定单元,该信号质量确定单元连接到接收器单元并且被配置为确定并提供相应的信号质量值序列。该序列包括在不同时间点获得的信号质量值。信号质量值指示接收的无线通信信号的信号强度(例如接收的信号强度指示符(RSSI)),或者指示外部无线发射器中相应的一个与接收单元之间的无线通信链路的信道状态(例如信道状态指示符(CSI)),或指示与主体活动相关的任何其他合适的信号质量度量。
另外,跌倒分类设备包括主体活动数据确定单元,其被配置为使用所提供的信号质量值序列确定并提供指示感测体积内主体的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据。
跌倒分类设备进一步包括跌倒事件检测单元,该跌倒事件检测单元其连接到数据确定单元并且被配置为:接收主体活动数据,并且基于至少一个主体活动度量的主体活动数据的时间变化确定感测体积内主体的跌倒事件是否已经发生并提供指示其的跌倒事件信号。
跌倒分类设备还包括跌倒事件类型分类单元,该跌倒事件类型分类单元连接到跌倒事件检测单元和主体活动数据确定单元,并且被配置为:在接收到跌倒事件信号时使用预定算法、利用在跌倒事件确定之前的第一时间跨度期间和在跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据,从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒类型;并且提供指示其的跌倒类型信号。
因此,接收器单元被配置为从一个或多个外部无线发射器接收无线射频通信信号。在无线发射器中的每一个与接收单元之间建立通信链路。在接收单元处接收信号,其信号强度取决于无线发射器提供无线通信信号的传输功率以及无线发射器相对于发射体单元的位置。信号质量确定单元因此被配置为确定与无线发射器相关联的相应信号质量值序列。给定序列的信号质量值指示所接收的无线射频信号的无线电信号强度指示符(RSSI),或者指示无线发射器与接收器单元之间的无线通信链路的信道状态指示器(CSI),或者指示关联到无线射频通信信号或关联到与给定主体活动相关的无线通信链路的任何其他合适的信号质量度量,或者换言之指示从对可受感测体积内主体的活动影响的无线通信链路或无线通信信号的分析中可获得的任何值。
因此,跌倒分类设备有利地被配置为使用关联到外部无线发射器中的相应的一个的信号质量值序列来确定至少两个不同的主体活动度量的主体活动数据。对应的主体活动度量的主体活动数据是从信号质量值序列推断出的那些值,数字值或布尔值、向量、或者任何其他合适类型的值。
跌倒事件检测单元有利地被配置为:确定感测体积内主体的跌倒事件是否已经发生,并且提供指示其的跌倒事件信号。跌倒事件的确定基于主体活动度量中至少一个的主体活动数据的时间变化。
跌倒事件信号被提供给跌倒事件类型分类单元,该跌倒事件类型分类单元被配置为从跌倒的类型的预定集合中确定跌倒的类型。这是通过分析在确定跌倒事件之前的第一时间跨度期间和在确定跌倒事件之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据来执行的。在确定跌倒事件之前和之后获得的至少两个不同的主体活动度量的主体活动数据的组合使用有助于提高跌倒事件类型的确定的准确性。
下面,将描述本发明的第一方面的跌倒分类设备的实施例。
在实施例中,可以由跌倒分类设备感测的主体活动度量包括指示在感测体积内主体的存在或移动的主体活动度量,诸如例如位置或位置坐标或位置变化、距离、位移、方位特性、与主体的移动(例如方位/位置变化)相关联的特性、线速度或旋转速度、线性加速度或旋转加速度、运动方向或角度、方位角、旋转、路径、诸如收缩或膨胀之类的变形或转变等等。另外或可替换地,主体活动度量指示主体的姿势,包括例如:步态、步态周期、步行速率;头、手、口、胸、眼或其他身体部位等的运动。另外或可替换地,主体活动度量指示主体的生命体征,并且包括例如心率、呼吸率、心率或呼吸率的间隔或变异性、潮气量、呼吸深度、吸气时间、呼气时间、吸气时间与呼气时间的比率。
示例性地,可以通过确定指示主体的小平衡问题的主体活动数据来评估人的跌倒风险,其中异常行为被认为是大多数跌倒事件的先行指标。例如,与人的通常基线相比,步行速度的变异性是跌倒的先行指标。类似地,人从坐姿变为站姿且反之亦然的速度与可能的跌倒事件相关。
在实施例中,跌倒事件类型分类单元被配置为通过使用指示人在疑似(接近)跌倒事件之后的移动速度的主体活动数据来确定跌倒的类型。在跌倒之后,被怀疑的是,该人(尤其是老年人)以较不清晰的方向和较慢的速度移动,因为该人迷失了方向。
在实施例中,可检测的跌倒类型的预定集合包括可以在例如跌倒方向(例如向前跌倒、向后跌倒、侧向跌倒、当场跌倒等)、跌倒速度(快速跌倒、缓慢跌倒等)或医疗紧迫性(无、低、中、高等)方面彼此区分的跌倒事件。跌倒的可检测类型取决于确定的主体活动度量。例如,使用指示生命信号的主体活动度量来最佳地评估给定跌倒的医疗紧迫性。此外,给定主体活动度量的准确性确定取决于例如用于无线射频通信信号的传输的频带。例如,当使用诸如60GHz Wi-Fi之类的高带宽技术时,呼吸检测是更准确的,并且也可以在主体正在移动的同时执行,而不仅仅在主体处于静态姿态时执行。
可以通过跌倒分类设备的实施例确定的跌倒的相关类型的非详尽清单包括:
a)绊倒:这是从步行姿态到地面的快速跌倒。
b)在坐入椅子和离开椅子(静态椅子或轮椅)时的跌倒。因此,这是从坐姿到地面的快速跌倒。
c)软跌倒:人设法抓住家具以(在某种程度上)减缓到地板的跌倒。
d)脑卒中跌倒:从站姿首先到单膝跪地并且随后倒地的缓慢跌倒。
e)从地板上捡东西的跌倒:当主体(典型地老年人)试图从地板上捡东西并且没有能力再次站起来并最终缓慢跌倒到地面时发生的非常长时间(长达两分钟)的跌倒。
取决于已经识别的跌倒的类型,跌倒类型信号可以优选地经由通信网络被提供给例如医疗或护理机构,以便确定是否需要援助、需要什么种类的援助并向已跌倒的人提供所确定的援助。在实施例中,跌倒分类设备被有利地配置为:使用跌倒类型信号确定已跌倒的人是否需要援助,例如医疗援助;并且向医疗或护理机构提供指示其的援助需求信号。
可替换实施例被配置为从由上文列出的跌倒类型中的任意两个或更多个的组合形成的可能的可识别跌倒类型的组合中确定跌倒类型。
在实施例中,接收器单元被配置为接收处于不同频带中且根据不同无线通信协议的无线射频通信信号,不同的无需通信协议包括但不限于Zigbee、蓝牙、低功耗蓝牙、Wi-Fi、LoRa等。
在特定实施例中,跌倒事件检测单元包括存储单元,该存储单元包括将相应主体活动度量的主体活动数据的预定时间变化与跌倒事件的预期发生相关联的跌倒数据。在该实施例中,跌倒事件检测单元被配置为使用所存储的跌倒数据来确定跌倒事件是否已经发生。
在另一实施例中,跌倒事件类型分类单元另外或可替换地包括存储单元,该存储单元包括将两个或更多个主体活动数据的时间变化的预定组合与相应的跌倒类型相关联的跌倒类型数据。在该实施例中,跌倒事件分类单元被配置为使用所存储的跌倒类型数据来确定跌倒的类型。
如果人在跌倒后的位置不允许足够的感测质量,跌倒事件的类型的确定可能受到影响。这可以归因于该人不再位于感测体积内、该人一旦在地板上就呈现出较小的射频感测目标、所确定的信号质量值在一定高度处是较不可靠的,例如由于房间中的多路径行为或者如果人在跌倒后被其他人包围的话。
在特定实施例中,跌倒事件检测单元被配置为在确定跌倒事件时向外部无线发射器提供传输调整请求,外部无线发射器因此操作为用于接收传输调整请求的无线收发器。这种提供例如通过无线网络从跌倒事件检测单元到外部无线收发器直接地完成,或者经由诸如集线器、桥接器、路由器或任何其他网络控制节点之类的路由设备间接地完成。传输调整请求指示针对外部无线发射器的、用于提供具有增加传输功率的无线通信信号的请求。这以更高分辨率实现了信号质量度量(例如RSSI、CSI)的值的确定,其反过来也实现了主体活动数据(例如位置、移动的方向、加速度、呼吸率、心率、姿势等)的确定的分辨率的增加。在需要或使用层间或室间感测的情况下,传输功率的增加也是有用的。
可替换地或另外,传输调整请求指示针对外部无线发射器用以改变用于传输无线通信信号的传输波束的请求。波束形状的适配或改变可以是例如波束的变窄或传输主方向的改变、或其组合。传输波束形状的适配允许例如通过使波束变窄对感测体积的限制,并且因此使得对由发射器以较窄的波束提供的无线通信信号的感测较不易于受到来自邻近感测体积的对象的干扰。例如,呼吸检测可能受吊扇的大幅运动的影响。
另外或可替换地,传输调整请求指示增加提供用于确定信号质量值的无线通信信号的外部无线发射器的数量的请求。这导致在已经发生跌倒事件的区域中为感测目的分配的无线发射器的数量的密集化,其反过来增加了信号质量值的确定的灵敏度。
另外或可替换地,传输调整请求指示从外部无线发射器的预定集合并且可选地还根据预定的无线通信协议接收无线通信信号的请求。这是有利的,因为它取决于跌倒事件已经发生的位置来实现感测拓扑结构的变化。例如,传输调整请求指示使用更靠近地面或地板的无线发射器的集合的请求。
在另一实施例中,跌倒事件检测单元另外或可替换地被配置为在确定跌倒事件时向接收器单元提供接收调整请求,该接收调整请求指示修改用于接收无线通信信号的接收体积的请求。接收体积指示在其中信号以所需信号质量(诸如RSSI或CSI)可接收的那个空间区域。因此,在该实施例中,另外或可替换地,在接收器单元处执行波束成形。
在可以包括上文公开的技术特征中任何一个的另一实施例中,主体活动数据确定单元被配置成是可使用至少高灵敏度等级和低灵敏度等级操作的以用于确定主体活动数据。在该特定实施例中,在确定跌倒事件时,跌倒事件检测单元被配置为向主体活动数据确定单元提供灵敏度增加请求信号。在该实施例中,主体活动数据确定单元在接收到灵敏度增加请求信号时被配置为:将灵敏度从低灵敏度等级增加到高灵敏度等级以用于在第二时间跨度期间确定主体活动数据。例如,在实施例中,主体活动数据确定单元被配置为使用所提供的信号质量值序列来确定并提供指示至少生命体征度量(诸如在具有不同灵敏度等级的感测体积内主体的呼吸或心率)的相应主体活动数据。在确定跌倒事件之后,主体活动数据确定单元被配置为将灵敏度等级从低灵敏度等级增加到高灵敏度等级,以确定主体活动值,即具有更高准确性的生命体征的值以更好地评估跌倒的类型,特别是考虑到医疗紧迫性。
在另一实施例中,跌倒事件检测单元另外或可替换地被配置为在确定跌倒事件时向主体活动数据确定单元提供度量附加请求信号,该度量附加请求信号指示确定附加主体活动度量的主体活动数据的请求,并且其中跌倒事件类型确定单元被配置为另外使用附加的主体参数的主体参数值确定跌倒的类型。活动数据确定单元有利地被配置为确定关于至少三个主体活动度量的主体活动数据。在示例性实施例中,附加的主体活动度量例如是手势。
在又一实施例中,跌倒事件检测单元另外或可替换地被配置为确定指示在感测体积内主体的跌倒事件的持续时间的跌倒事件时间跨度并且提供指示其的跌倒持续时间信号,并且其中跌倒事件类型分类单元进一步被配置为进一步使用所提供的跌倒持续时间信号来确定跌倒的类型。该实施例在期望收集关于跌倒事件如何详细进展的进一步见解的场景中是特别有利的,而不是仅仅观察发生的前后并推断在实际跌倒事件的时刻发生了什么。例如,对跌倒事件的时间跨度进行分类(例如针对快速跌倒事件,小于1秒;针对缓慢跌倒,超过10秒)可以提供跌倒事件严重程度的背景,或者甚至可以有助于确定跌倒事件是有计划的还是意外的。跌倒的持续时间还可以包括多个跌倒片段中的每一个的持续时间,就像脑卒中跌倒的情况一样。因此,在实施例中,所确定的跌倒事件时间跨度指示跌倒片段中每一个的相应持续时间。
在又一实施例中,跌倒事件检测单元另外或可替换地被配置为:确定指示在感测体积内主体的跌倒事件的跌倒竖直距离、或跌倒结束高度、或最大跌倒速度的跌倒事件上下文;并且提供指示其的跌倒上下文信号。跌倒事件类型分类单元进一步被配置为另外使用所提供的跌倒上下文信号来确定跌倒的类型。该实施例在期望收集关于跌倒事件如何详细进展的进一步见解的场景中也是特别有利的,而不是仅仅观察发生前后并推断在实际跌倒事件的时刻发生了什么。主体活动数据确定单元例如被配置为确定并监测地板水平以上的呼吸/心脏运动的相对高度。因此,如果使用例如跌倒结束高度确定生命体征当前源自地面水平20cm以内,则这指示到地面的跌倒,因为人被感测为躺在地板上。如果呼吸运动的高度例如约为50-80cm,则其可以指示跪着的人(如上所述的脑卒中跌倒,作为跌倒类型d)。同样,对于识别到家具上的软跌倒而言,呼吸运动的高度是有用的。同样,指示跌倒竖直距离或最大速度跌倒的主体活动数据可以用于区分从椅子或床跌倒与从站姿跌倒。
在也可以包括上述技术特征中任一个的另一实施例中,跌倒事件检测单元另外或可替换地被配置为查明指示感测体积的当前上下文的上下文数据,并且进一步取决于感测体积的不同上下文与跌倒事件的预期发生或跌倒事件的类型之间的预定关联来确定和/或分类跌倒事件。除了由跌倒分类设备监测的主体活动度量之外,所述设备可以进一步依赖于可以增加事件确实是跌倒事件的可能性的其他上下文信息源。在实施例中,上下文数据由上下文数据确定单元确定。在另一实施例中,另外或可替换地,从外部上下文数据提供设备接收上下文数据。合适的上下文数据可以包括关于房间或区域类型的信息。更容易摔倒的区域或潮湿表面更可能是使人跌倒的位置。例如,浴室、厕所、厨房、机房、喷泉、配备有滑砖的室外区域、超市中堆放液体的岛等。另一种类型的上下文数据包括与在跌倒事件之前/期间该区域中发生的动作的类型有关的信息。这些可以进一步增加发生跌倒事件的可能性(淋浴前或淋浴后去浴室),或者简单地使任何区域潜在地更危险(清洁工刚刚擦拭完某个区域)。又一种可查明的上下文数据由诸如一天中的时间(人在晚上去浴室时可能不太注意)、环境条件(光量、阴雨条件等)或干扰源的存在(宠物、孩子等)之类的基本信息形成。
在另一实施例中,跌倒事件检测单元进一步被配置为:查明指示感测体积的当前上下文的上下文数据,并且使用跌倒类型信号和上下文数据确定是否需要援助并提供指示其的援助需求信号。在实施例中,上下文数据由上下文数据确定单元确定。在另一实施例中,另外或可替换地,从外部上下文数据提供设备接收上下文数据。
在优选实施例中,上下文数据另外或可替换地包括指示当前存在于感测体积或其他特定体积中的人的数量的数据。如果例如在房子的同一房间或部分中存在多个人,跌倒分类设备被配置为假设如果人跌倒,则靠近跌倒者的另一个人将认识到跌倒并提供帮助,并且因此可以在预定境况下避免提供援助请求信号。该援助请求信号可以有利地被提供给用于更好地评估可能需要的援助的外部监测团队,诸如医疗或护理中心。更优选地,上下文数据还包括指示感测体积中人的睡眠状态或清醒状态的数据。在实施例中,每当其他人存在于感测体积中时,更优选地只有其他人清醒时,跌倒检测或援助请求信号的提供被禁用。
在另一实施例中,上下文数据另外或可替换地包括指示感测体积内的人的年龄的数据。在实施例中,使用与(例如通过无源WiFi感测而监测的)步态速度和/或呼吸率相关的已查明信息来确定年龄或年龄范围。在实施例中,上下文数据可以另外或可替换地包括通过来自当前在感测体积内或靠近感测体积的人所携带的移动电话的地理围栏数据获得的用户数据。与RF感测相反,这典型地需要感测体积中的每个访客或人的主动选入步骤。
步态速度被认为是区分一个人是否超过65岁的最一致的年龄相关特性之一。在实施例中,可以是跌倒分类设备的内部单元、或外部设备、或不同于跌倒分类设备的外部设备的单元的上下文数据确定单元或主体活动数据确定单元被配置为:例如通过计算从第一位置或房间到达第二位置或房间所花费的时间,生成处于感测体积中的人的基本运动轨迹。使用与两个位置之间的预定义运动轨迹相关联的时间戳,上下文数据确定单元被配置为估计步行速度。可选地,上下文数据确定单元还可以确定或估计地板水平之上的物理呼吸/心脏运动的相对高度,并且从而推断访客的存在/年龄类别。另外,由于儿童具有明显更高的静息呼吸率(即使具有明显的年龄依赖性),例如由主体活动数据确定单元或由任何其他RF感测系统确定的呼吸率也可以另外用于推断访客的年龄。
跌倒检测算法的阈值或是否需要(紧急)援助的确定可以根据除老年人之外的高活力人当前是否存在于同一房子或感测体积中来进行微调。
在实施例中,作为主体活动度量的步态和步行节奏优选地使用考虑到足够宽的感测视场(FOV)而布置的、位于待监测人的前面和后面的第一无线收发器(发射器)和第二无线收发器(接收器)进行监测或确定。例如,尽管步态和步行节奏监测可以仅通过每秒发送例如30个WiFi感测消息(无线射频通信信号)来完成,跌倒检测需要每秒更高数量(例如1500)的WiFi感测消息。当使用无线发射器单个WiFi感测对时,步态检测需要宽WiFi感测FOV以捕获大量步。另一方面,WiFi跌倒检测只需要待监测人在任何给定时刻处于无线发射器的至少一个感测对的(甚至窄)FOV内;因此,与步态检测不同,对于跌倒检测,恰好有利的是,当人从房间的一个子空间走到另一个子空间时频繁地改变用于跌倒检测任务的节点分配(即无线发射器对)。
在实施例中,主体活动数据的预定时间变化与跌倒事件的预期发生之间的关联基于房间中存在的人或甚至诸如大型狗之类的动物的活力进行调节。这实现了例如预定跌倒检测算法的阈值的实时调节或适配。该信息可以有利地用于分配哪些无线发射器执行RF感测,基于哪个通信链路获得重要的信号质量值序列。例如,如果房间中存在高活力的年轻人或大型狗,跌倒检测算法可以包括在通过提供例如援助需求信号报告跌倒已经发生之前的附加的验证步骤,并且如果跌倒已经发生,跌倒涉及老年人而不是从床上跳下的年轻访客。例如,如上所述,附加的步骤可以包括监测人在疑似跌倒之后是否在地板上躺了一段时间和/或在指示显著压力的跌倒之后呼吸率是否发生变化。如果年轻人与老年人存在于同一个房间中并且醒着,跌倒检测功能可能会被禁用,而如果有狗在场,跌倒检测功能可能始终保持活跃,因为狗对跌倒之后的老年人没有帮助。
可选地,用于确定跌倒的类型的改进算法还可以使用与主体的以m/s为单位的跌倒前移动速度有关的信息。比例如1.5m/s移动速度的通常速度更慢的速度指示老年人有平衡问题,其更有可能引起跌倒。平衡问题对于大多数跌倒类型而言是指示性的,显然绊倒事件除外。在实施例中,在疑似(接近)跌倒事件之后人的移动速度也被监测或确定。在跌倒之后,被怀疑的是,由于震惊和不适,老年人以较不明确的方向和较慢的速度运动,而孩子在他或她确实已跌倒在地时典型地将更快地重新站起来并继续他或她的运动。因此,这两个事件的运动统计是可区分的不同,允许跌倒分类设备改善跌倒检测。类似地,指示运动统计的主体活动度量也可以有利地用于区分虚假和真实跌倒事件,诸如例如人正在执行日常锻炼和老年人跌倒在地事件。
在有利地被配置为实现同时运动轨迹/步态检测/跌倒检测功能性的特定实施例中,外部无线发射器(例如,单个无线发射器)和第一无线接收器被放置在与主体躯干相同的平面中,而第二无线接收器位于天花板处。这允许第一感测对(即发射器和第一接收器)提供无线RF通信信号以用于监测或确定作为主体活动度量的躯干的加速度/减速度,并且允许第二感测对(即发射器和第二接收器)提供无线RF通信信号以用于利用宽感测FOV监测或确定运动轨迹/步行步态,例如以基于运动静力学和速度区分年轻访客和老年人。
如介绍中所提及,一种重要的跌倒类型发生在老年人试图从地板上捡东西而没有力气再次站起来并最终缓慢跌倒在地时。类似地,另一种类型的跌倒涉及老年人在最终跌倒到地板之前感到头晕并弯腰到桌子或家具上以获得支撑。由于这些跌倒类型的进展非常缓慢(长达两分钟持续时间),发明人认识到它们很难利用RF感测进行检测。例如,现有技术的RF感测系统可以利用呼吸运动的定位(即胸部相对于地板的高度)来推断人是站立还是躺在地板上。在现有技术系统的情况下,如果发生“从地板上捡东西”跌倒,系统可以正确定位呼吸发生在1m高度处,但基于此错误地断定1.2m高的孙子存在于房间中,并且因此决定停用跌倒检测。
为了利用本发明第一方面的跌倒分类设备更可靠地识别和分类“缓慢跌倒”类型,在一个实施例中,跌倒事件检测单元被配置为监测涉及信号质量值的确定的一个或多个无线外部发射器与示出呼吸运动的“块”(即人的胸腔)之间的距离/空间取向。在该实施例中,跌倒事件检测单元被配置为使用先前的运动/活动跟踪查明只有老人现在存于空间中;因此,当检测到低于预期高度(例如1m高度)的预定高度处的呼吸运动时,它断定老年人弯腰时间已经比给定时间跨度(例如1分钟)更长,并且以援助需求信号的形式发出警报。在相关的实施例中,取代定位呼吸胸部运动的是,采用从在60GHz频率范围中通信的无线发射器接收无线通信信号的跌倒分类装置的形式的60GHz RF感测系统,有利地被配置为扫描身体轮廓,以定位人相对于地板的最大高度。结合存在老年人的上下文感知,跌倒事件检测单元可以识别老年人的指示缓慢跌倒的异常体位。
诸如可以例如指示(老年)人在步行时拖着一条腿的步行度量之类的主体活动度量对于预测跌倒风险是有用的。在这种情况下,由于毫米波无线电波的高空间限制,特别是由于60GHz WiFi的窄视场,使用基于毫米波的无源RF感测来提取步行度量是一项挑战。因此,虽然RF感测系统可以利用毫米波RF感测用于跌倒检测,它可以采用其他技术,比如基于2.4GHz的WiFi感测,用于为确定目前是否存在与老年人在一起的高活力年轻人所需的步态检测。
可替换地,如果仅毫米波波RF感测必须也应用于步行速度/步态检测(例如由于WiFi限制),则沿步行路径的若干对无线发射器可以协作以确定在至少预定量的步行距离(例如5米)上的步行度量。
人可能正在沿着包含许多有能力的无线收发器的办公室走廊行走,这些无线收发器的无线通信信号可以用于确定信号质量并且因此用于RF感测。在这种情况下,当人沿着走廊行走时,首先改变无线发射器的感测视场和/或无线接收器的视场对于捕获步行度量是有利的。优选地,供应用于RF感测的无线通信信号的无线收发器对被选择,使得典型地细长的RF感测视场与人的当前空间行走方向对准。这确保了无线收发器的相同对能够更长时间地跟踪人的行走步伐,例如至少五步(在跌倒分类设备不得不将无线发射器重新分配给沿着走廊更远的无线收发器的第二发射器-接收器对之前)。在老年人家中的走廊或细长的房间的情况下,可能有利的是,利用安装在天花板处的无线发射器和位于更低高度水平处的无线接收器。发射器和接收器的这种特定空间组合创建了倾斜香蕉形式的RF感测体积。该感测体积确保可以在足够长的距离以上跟踪第一个人,以允许步态检测(即使在相同走廊中第二个人走在第一个人后面2m处)。特别地,如果具有倾斜香蕉的近似形状的这种感测体积被分配用于步态检测,发射器和接收器之间的每个通信链路相对较少数量的WiFi消息(诸如每秒30条消息)典型地就足够了。另一方面,为了有效的WiFi跌倒检测,需要大量的WiFi消息,例如每秒1000-1500个WiFi消息,并且利用从走廊相对侧面对彼此放置的无线收发器对是有利的。两个无线收发器之间的短距离以及它们关于运动轨迹的垂直取向使它们很好地适合于提供信号质量值适用于跌倒检测的无线通信信号。
在另一实施例中,上下文数据另外或可替换地指示存在于感测体积内或靠近感测体积的主体中的一个或多个的物理能力。上下文数据例如指示感觉功能障碍(比如一定程度的耳聋或失明)、或者行动障碍、或者任何可以影响该人在另一个主体已经在感测范围内跌倒的情况下请求医疗援助的能力的其他身体或感觉限制。如上所解释,在实施例中,如果跌倒分类设备使用上下文数据意识到当前清醒的另一成人靠近已经跌倒的人,则不提供援助请求信号。然而,在该优选实施例中,跌倒分类设备被配置为:如果该设备意识到靠近已经跌倒的人的其他人有听力障碍,发出援助请求信号。此外,作为示例,如果设备意识到另一个人在已经跌倒的人附近,但他或她由于行动障碍无法到达跌倒事件的位置检查跌倒的人,例如如果该人在房子的另一层跌倒,跌倒分类设备可以配置为发出援助请求信号。
根据本发明的第二方面,提供了一种跌倒分类装置。该跌倒分类装置包括根据本发明的第一方面的至少一个跌倒分类设备以及一个或多个无线发射器,其被配置为向该至少一个跌倒分类设备提供无线通信信号。
因此,本发明的跌倒分类装置共享第一方面的跌倒分类设备的优点。
在优选实施例中,至少一个跌倒分类设备和一个或多个无线发射器是无线通信网络的网络节点,特别是诸如照明装置之类的无线控制的电气装置的网络节点。在该特定实施例中,照明设备被无线控制,并且用于与其他网络节点通信的通信信号另外被用于信号质量值的确定。照明装置还可以包括不是照明设备的其他网络节点,诸如开关、传感器、插座等,但是它们也被配置为接收并提供由跌倒分类设备的接收单元接收的无线通信信号。跌倒分类设备的接收单元还可以从不属于相同无线通信网络的网络节点接收无线射频信号。
根据本发明的第三方面,提供了一种用于操作跌倒分类设备的方法。该方法包括:
-在接收器单元处接收来自一个或多个外部无线发射器的无线射频通信信号,这些外部无线发射器与接收器单元一起限定相应的感测体积,以用于感测指示位于感测体积内的一个或多个主体的相应主体活动的多个主体活动度量[存在性、运动、加速度、姿势、步态、呼吸率、心率];
-确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,该信号质量值指示接收的无线通信信号的信号强度,或者指示外部无线发射器中相应的一个与接收单元之间的无线通信链路的信道状态;
-使用所提供的信号质量值序列来确定并提供指示感测体积内主体的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据;
-基于至少两个主体活动度量中的至少一个的时间变化,确定感测体积内主体的跌倒事件是否已经发生并且提供指示其的跌倒事件信号;以及
-在接收到跌倒事件信号时,使用预定算法、利用在跌倒事件确定之前的第一时间跨度期间和在跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动值,从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒的类型,并提供指示其的跌倒类型信号。
第三方面的方法因此共享本发明的第一方面的跌倒分类设备的优点。
在特定实施例中,该方法进一步包括在确定跌倒事件时提供传输调整请求,其指示:
-针对外部无线发射器用以提供具有增加的传输功率的无线通信信号的请求;或
-增加提供用于信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线发射器的数量的请求;或
-从外部无线发射器的预定集合接收无线通信信号的请求;或其任意组合。
在又一实施例中,该方法可替换地或另外包括在确定跌倒事件时提供度量附加请求信号的步骤,该度量附加请求信号指示确定附加主体参数的主体行为值的请求;以及另外使用附加主体参数的主体参数值来确定跌倒类型的步骤。
在另一实施例中,该方法另外或可替换地包括以下步骤:
-确定指示在感测体积内主体的跌倒事件的持续时间的跌倒事件时间跨度,并提供指示其的跌倒持续时间信号;
-进一步使用所提供的跌倒持续时间信号确定跌倒的类型。
根据本发明的第四方面,提供了一种用于操作跌倒分类装置的方法。该方法包括:
-提供无线通信信号;以及
-执行本发明第三方面的方法。
第四方面的该方法因此共享本发明第二方面的跌倒分类装置的优点。
本发明的第五方面由一种计算机程序提供,该计算机程序包括指令,所述指令在被由计算机执行时促使计算机实施权利要求12至14中任一项的方法。
本发明的第六方面由一种跌倒确定设备提供,该跌倒确定设备包括接收器单元,该接收器单元被配置为从一个或多个外部无线发射器接收无线射频通信信号,这些外部无线发射器与接收器单元一起限定相应的感测体积以用于感测位于感测体积内的一个或多个主体。跌倒确定设备还包括信号质量确定单元,其连接到接收器单元并且被配置为确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度,或者指示外部无线发射器中的相应一个和接收器单元之间的无线通信链路的信道状态,或者指示与主体的跌倒运动相关的任何其他合适的信号质量度量。跌倒确定设备还包括跌倒事件检测单元,其连接到信号质量确定单元且被配置为从其接收信号质量值序列。跌倒事件确定单元进一步被配置为:查明指示感测体积的和/或位于感测体积内的主体的当前上下文的上下文数据,并且使用所接收的信号质量值序列和所查明的上下文数据来确定在感测体积中是否已经发生主体的跌倒。
本发明第六方面的跌倒确定设备通过如上所述使用指示感测体积的当前上下文的所查明的上下文数据来确定是否已经发生了跌倒事件,实现例如但不限于老年人护理中的跌倒检测、接近跌倒检测和跌倒风险检测系统中的假警报的减少,该上下文数据还可以包括指示感测体积中存在的主体的特性的上下文数据。跌倒确定设备被有利地配置为利用关于感测体积中主体的存在性和特定特性的上下文感知,以微调跌倒检测解决方案的操作。作为改进的跌倒确定操作的结果,当例如老年人被高体力活动的家庭成员或大型狗拜访或与之共享房子时,错误的跌倒检测触发被最小化。
在实施例中,跌倒事件确定单元被配置为基于例如步态速度和/或呼吸率查明指示主体的相应年龄范围的上下文数据。然后,取决于例如(除了老年人之外的)第二个高活力人是否目前存在于相同房屋中,根据上下文数据微调用于基于信号质量值序列确定跌倒事件的发生的阈值。
在优选实施例中,跌倒事件检测单元进一步被配置为确定跌倒的主体是否需要援助并提供指示其的援助需求信号。
跌倒事件检测单元优选地适于查明如上文所讨论的上下文数据的任意组合。
在优选实施例中,上下文数据包括指示当前存在于感测体积或其他特定体积中的人的数量的数据,并且还优选地指示任何身体功能障碍,例如人的感觉或行动障碍,如上文关于本发明的第一方面的跌倒分类设备所解释。如果多人存在例如于房子的同一房间或部分中,跌倒分类设备被配置为:假设如果一个人跌倒,则靠近已经跌倒的人的另一个人将识别跌倒并提供帮助,并且因此可以在预定境况下避免提供援助请求信号。该援助请求信号可以有利地被提供给诸如医疗或护理中心之类的外部监测团队,以用于更好地评估可能需要的援助。更优选地,上下文数据还包括指示感测体积中人的睡眠状态或清醒状态的数据。在实施例中,每当其他人存在于感测体积中时,更优选地仅当其他人清醒时,跌倒检测或援助请求信号的提供被禁用。
在另一实施例中,上下文数据还包括指示感测体积内的人的年龄的数据。在实施例中,使用与(例如如通过无源WiFi感测来监测的)步态速度和/或呼吸率相关的已查明信息来确定年龄或年龄范围。在实施例中,上下文数据可以另外或可替换地包括通过来自当前在感测体积中或靠近感测体积的人所携带的移动电话的地理围栏数据获得的用户数据。与RF感测相反,这典型地需要感测体积中每个访客或人主动选入步骤。
步态速度被认为是区分一个人是否超过65岁的最一致的年龄相关特性之一。在实施例中,可以是跌倒确定设备的内部单元、或外部设备、或不同于跌倒确定设备的外部设备的单元的上下文数据确定单元被配置为:例如通过计算从第一位置或房间到达第二位置或房间所花费的时间,生成处于感测体积中的人的基本运动轨迹。使用与两个位置之间的预定义运动轨迹相关联的时间戳,上下文数据确定单元被配置为估计步行速度。可选地,上下文数据确定单元还可以确定或估计地板水平之上的物理呼吸/心脏运动的相对高度,并且从而推断访客的存在/年龄类别。另外,由于儿童具有明显更高的静息呼吸率(即使具有明显的年龄依赖性),例如由主体活动数据确定单元或由任何其他RF感测系统确定的呼吸率也可以另外用于推断访客的年龄。
跌倒检测算法的阈值或是否需要(紧急)援助的确定可以根据除老年人之外的高活力人当前是否存在于同一房子或感测体积中来进行微调。
在实施例中,作为主体活动度量的步态和步行节奏优选地使用考虑到足够宽的感测视场(FOV)而布置的、位于待监测人的前面和后面的第一无线收发器(发射器)和第二无线收发器(接收器)进行监测或确定。例如,尽管步态和步行节奏监测可以仅通过每秒发送例如30个WiFi感测消息(无线射频通信信号)来完成,跌倒检测需要每秒更高数量(例如1500)的WiFi感测消息。当使用无线发射器的单个WiFi感测对时,步态检测需要宽WiFi感测FOV以捕获大量步。另一方面,WiFi跌倒检测只需要待监测人在任何给定时刻处于无线发射器的至少一个感测对的(甚至窄)FOV内;因此,与步态检测不同,对于跌倒检测,恰好有利的是,当人从房间的一个子空间走到另一个子空间时频繁地改变用于跌倒检测任务的节点分配(即无线发射器对)。在实施例中,信号质量数据的预定时间变化与跌倒事件的预期发生之间的关联基于房间中存在的人或甚至诸如大型狗之类的动物的活力进行调节。这实现了例如预定跌倒确定算法的阈值的实时调节或适配。该信息可以有利地用于分配哪些无线发射器执行RF感测,基于哪个通信链路获得重要的信号质量值序列。例如,如果房间中存在高活力的年轻人或大型狗,跌倒确定算法可以包括在通过提供例如援助需求信号报告跌倒已经发生之前的附加的验证步骤,并且如果跌倒已经发生,跌倒涉及老年人而不是从床上跳下的年轻访客。例如,如上所述,附加的步骤可以包括监测人在疑似跌倒之后是否在地板上躺了一段时间和/或在指示显著压力的跌倒之后呼吸率是否发生变化。如果年轻人与老年人存在于同一个房间中并且醒着,跌倒确定功能可能被禁用,而如果有狗在场,跌倒确定功能可能始终保持活跃,因为狗对跌倒之后的老年人没有帮助。
可选地,用于确定跌倒的发生的改进算法还可以使用与主体的以m/s为单位的跌倒前移动速度有关的信息。比例如1.5m/s移动速度的通常速度更慢的速度指示老年人有平衡问题,其更有可能引起跌倒。平衡问题对于大多数跌倒类型而言是指示性的,显然绊倒事件除外。在实施例中,在疑似(接近)跌倒事件之后人的移动速度也被监测或确定。在跌倒之后,被怀疑的是,由于震惊和不适,老年人以较不明确的方向和较慢的速度运动,而孩子在他或她确实已跌倒在地时典型地将更快地重新站起来并继续他或她的运动。因此,这两个事件的运动统计是可区分的不同,允许跌倒确定设备改善跌倒确定操作。类似地,指示运动统计的信号质量数据也可以有利地用于区分虚假和真实跌倒事件,诸如例如人正在执行日常锻炼和老年人跌倒在地事件。
在有利地被配置为实现同时运动轨迹/步态检测/跌倒检测功能性的特定实施例中,外部无线发射器(例如,单个无线发射器)和第一无线接收器被放置在与主体躯干相同的平面中,而第二无线接收器位于天花板处。这允许第一感测对(即发射器和第一接收器)提供无线RF通信信号以用于监测或确定躯干的加速度/减速度,并且第二感测对(即发射器和第二接收器)提供无线RF通信信号以用于利用宽感测FOV监测或确定运动轨迹/步行步态,例如以基于运动静力学和速度区分年轻访客和老年人。
如介绍中所提及,一种重要的跌倒类型发生在老年人试图从地板上捡东西而没有力气再次站起来并最终缓慢跌倒在地时。类似地,另一种类型的跌倒涉及老年人在最终跌倒到地板之前感到头晕并弯腰到桌子或家具上以获得支撑。由于这些跌倒类型的进展非常缓慢(长达两分钟持续时间),发明人认识到他们很难利用RF感测进行检测。例如,现有技术的RF感测系统可以利用呼吸运动的定位(即胸部相对于地板的高度)来推断人是站立还是躺在地板上。在现有技术系统的情况下,如果发生“从地板上捡东西”跌倒,系统可以正确定位呼吸发生在1m高度处,但基于此错误地断定1.2m高的孙子存在于房间中,并且因此决定停用跌倒检测。
为了利用本发明第六方面的跌倒确定设备更可靠地识别“缓慢跌倒”类型,在一个实施例中,跌倒事件检测单元被配置为监测涉及信号质量值的确定的一个或多个无线外部发射器与示出呼吸运动的“块”(即人的胸腔)之间的距离/空间取向。在该实施例中,跌倒事件检测单元被配置为使用先前的运动/活动跟踪查明只有老人现在存在于空间中;因此,当检测到低于预期高度(例如1m高度)的预定高度处的呼吸运动时,它断定老年人弯腰时间已经比给定时间跨度(例如1分钟)更长,并且以援助需求信号的形式发出警报。在相关的实施例中,取代定位呼吸胸部运动的是,采用从在60GHz频率范围中通信的无线发射器接收无线通信信号的跌倒确定装置的形式的60GHz RF感测系统,有利地被配置为扫描身体轮廓,以定位人相对于地板的最大高度。结合存在老年人的上下文感知,跌倒事件检测单元可以识别老年人的指示缓慢跌倒的异常体位。
可从信号质量数据推断的、诸如可以例如指示(老年)人在步行时抱着一条腿的步行度量之类的主体活动度量对于预测跌倒风险是有用的。在这种情况下,由于毫米波无线电波的高空间限制,特别是由于60GHz WiFi的窄视场,使用基于毫米波的无源RF感测来提取步行度量是一项挑战。因此,虽然RF感测系统可以利用毫米波RF感测用于跌倒检测,它可以采用其他技术,比如基于2.4GHz的WiFi感测,用于为确定目前是否存在与老年人在一起的高活力年轻人所需的步态检测。
可替换地,如果仅毫米波波RF感测必须也应用于步行速度/步态检测(例如由于WiFi限制),则沿步行路径的若干对无线发射器可以协作以确定在至少预定量的步行距离(例如5米)上的步行度量。
人可能正在沿着包含许多有能力的无线收发器的办公室走廊行走,这些无线收发器的无线通信信号可以用于确定信号质量并且因此用于RF感测。在这种情况下,当人沿着走廊行走时,首先改变无线发射器的感测视场和/或无线接收器的视场对于捕获步行度量是有利的。优选地,供应用于RF感测的无线通信信号的无线收发器对被选择,使得典型地细长的RF感测视场与人的当前空间行走方向对准。这确保了无线收发器的相同对能够更长时间地跟踪人的行走步伐,例如至少五步(在跌倒分类设备不得不将无线发射器重新分配给沿着走廊更远的无线收发器的第二发射器-接收器对之前)。在老年人家中的走廊或细长的房间的情况下,可能有利的是,利用安装在天花板处的无线发射器和位于更低高度水平处的无线接收器。发射器和接收器的这种特定空间组合创建了倾斜香蕉形式的RF感测体积。该感测体积确保可以在足够长的距离以上跟踪第一个人,以允许步态检测(即使在相同走廊中第二个人在第一个人后面2m行走)。特别地,如果具有倾斜香蕉的近似形状的这种感测体积被分配用于步态检测,发射器和接收器之间的每个通信链路相对较少数量的WiFi消息(诸如每秒30条消息)典型地就足够了。另一方面,为了有效的WiFi跌倒确定,需要大量的WiFi消息,例如每秒1000-1500个WiFi消息,并且利用从走廊相对侧面对彼此放置的无线收发器对是有利的。两个无线收发器之间的短距离以及它们关于运动轨迹的垂直取向使它们很好地适合于提供信号质量值适用于跌倒检测的无线通信信号。此外,第六方面的跌倒确定设备的不同实施例包括第一方面的跌倒分类设备的任何合适的特征或元件。
例如,在实施例中,跌倒确定设备包括:主体活动数据确定单元,其被配置为使用所提供的信号质量值序列来确定并提供指示感测体积内主体的至少一个主体活动度量的相应主体活动数据,并且跌倒事件检测单元被配置为使用所接收的主体活动数据和所查明的上下文数据来确定感测体积内主体的跌倒是否已经发生。
在另一实施例中,跌倒确定设备还包括跌倒事件类型分类单元,其连接到跌倒事件检测单元且连接到主体活动数据确定单元并且被配置为:在确定跌倒事件的发生时,例如在指示其的跌倒事件信号的接收之后,使用预定算法、利用主体活动数据从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒的类型。优选地,为了增加跌倒类型选择的准确性,使用在确定跌倒事件之前的第一时间跨度期间和在确定跌倒事件之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据来执行确定,并且提供指示其的跌倒类型信号。
在另一实施例中,跌倒事件检测单元包括存储单元,该存储单元包括将相应主体活动度量的信号质量值序列的预定时间变化与跌倒事件的预期发生相关联,并且其中跌倒事件检测单元被配置为使用所存储的跌倒数据来确定跌倒事件是否已经发生。
如在第一方面的跌倒分类设备的情况下,在第六方面的跌倒确定设备的实施例中,跌倒事件检测单元被配置为:在确定跌倒事件时,向外部无线发射器提供传输调整请求,其指示:
-针对外部无线发射器的、用于提供具有增加的传输功率的无线通信信号和/或修改用于传输无线通信信号的传输波束的请求;或
-增加提供用于信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线发射器的数量的请求;或
-从外部无线发射器的预定的集合接收无线通信信号的请求;或其任意组合。
本发明第六方面的跌倒确定设备有利地被配置为跌倒分类装置的一部分,该跌倒分类装置包括至少一个跌倒确定设备和一个或多个无线发射器,无线发射器被配置为向至少一个跌倒确定设备提供无线通信信号。特别地,无线发射器优选地是无线可控的照明装置的网络节点。
本发明的第七方面由用于操作跌倒确定设备的方法形成。该方法包括以下步骤:
-接收无线射频通信信号,特别地从一个或多个外部无线发射器接收无线射频通信信号,所述外部无线发射器与跌倒确定设备的接收器单元一起限定相应的感测体积以用于感测位于感测体积内的一个或多个主体;
-确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,该信号质量值指示接收的无线通信信号的信号强度,或者指示外部无线发射器中相应的一个与跌倒确定设备的接收单元之间的无线通信链路的信道状态,或者指示与主体的跌倒运动相关的任何其他合适的信号质量度量;
-查明指示感测体积的和/或位于感测体积内的主体的当前上下文的上下文数据;以及
-使用所接收的信号质量值序列和所查明的上下文数据来确定感测体积中主体的跌倒是否已经发生。
此外,本发明针对一种计算机程序,其包括指令,该指令在被计算机执行时促使计算机实施根据第七方面的用于控制跌倒确定设备的操作的方法。
应当理解,权利要求1的跌倒分类设备、权利要求10的跌倒分类装置、权利要求11的用于操作跌倒分类设备的方法、权利要求14的用于操作跌倒分类装置的方法和权利要求15的计算机程序以及跌倒确定设备、跌倒确定装置、用于控制跌倒确定装置的操作的方法和对应的计算机程序,具有相似和/或相同的优选实施例,特别地如在从属权利要求中所限定。
应当理解,本发明的优选实施例也可以是从属权利要求或上述实施例与相应独立权利要求的任意组合。
参考下文描述的实施例,本发明的这些和其他方面将从中显现并被阐明。
附图说明
在下面的图中:
图1示出了跌倒分类装置的实施例的示意性框图,
图2示出了另一个示例性的跌倒分类装置的示意图,
图3示出了用于操作跌倒分类设备的方法的示意性流程图,
图4A和4B示出了用于操作跌倒分类设备的方法的另一个实施例的示意性流程图,
图5示出了用于操作跌倒分类装置的方法的实施例的流程图,
图6示出了形成跌倒确定装置的一部分的跌倒确定设备的实施例的示意图,以及
图7示出了用于操作跌倒确定设备的方法的实施例的流程图。
具体实施方式
图1示出了跌倒分类装置150的实施例的示意性框图,该跌倒分类装置150包括无线发射器101和103以及跌倒分类设备100。无线发射器被配置为根据一个或多个无线通信协议提供无线射频通信信号W。跌倒分类设备100包括接收器单元102,其被配置为从无线发射器101、103接收无线射频通信信号W。无线发射器101、103中的每一个与接收器单元102一起限定相应的感测体积V1、V3,以用于感测指示位于感测体积内的一个或多个主体S的相应主体活动的多个主体活动度量。在图1中,为了清楚起见,相应的感测体积V1、V3的几何形状已经被简化并且具有椭圆体的形式。在感测体积内,主体的存在改变接收单元从无线发射器接收的信号,使得所接收的信号的变化可以与主体的活动相关联。这些以可预测的方式影响无线通信信号的活动被称为主体活动度量,并且包括例如位置或位置坐标或位置变化、距离、位移、方位特性、与主体的运动(例如方位/位置变化)相关联的特性、线速度或旋转速度、线性加速度或旋转加速度、运动方向或角度、方位角、旋转、路径、诸如收缩或膨胀之类的变形或转变等等。另外或可替换地,主体活动度量指示主体的姿势,包括例如:步态、步态周期、步行速率;头、手、口、胸、眼或其他身体部位等的运动。另外或可替换地,主体活动度量指示主体的生命体征,并且包括例如心率、呼吸率、心率或呼吸率的间隔或变异性、潮气量、呼吸深度、吸气时间、呼气时间、吸气时间与呼气时间的比率。
跌倒分类设备还包括信号质量确定单元104,其连接到接收器单元102并且被配置为确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列。信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度(RSSI),或者指示无线发射器101、103中相应的一个与接收器102之间的无线通信链路的信道状态(CSI),或者一般地指示与主体活动相关的任何合适的信号质量度量,即指示从对无线通信信号W或无线通信链路的分析可获得的任何值,其可受感测体积V1、V3内主体S的活动影响。跌倒分类设备100还包括主体活动数据确定单元106,其被配置为:使用由信号质量确定单元104提供的信号质量值序列来确定并提供指示感测体积V1、V3内主体S的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据。取决于主体活动度量被确定,值可以是:布尔值,比如在主体活动指示在相应感测体积内主体存在或缺失的情况下;数字,比如在主体活动度量指示诸如呼吸率或心率之类的生命体征的情况下或者在2D或3D空间中位置的情况下;向量,在例如速度、加速度、减速度的情况下;或指示例如主体的相应姿势的其他类型值。
跌倒分类设备100还包括跌倒事件检测单元108,其连接到主体活动数据确定单元106并且被其配置为:接收主体活动数据、并且基于至少一个主体活动度量的主体活动数据的时间变化确定感测体积V1、V3内主体S的跌倒事件是否已经发生。跌倒事件检测单元还被配置为提供指示跌倒事件的发生的确定的跌倒事件信号。可选地,跌倒事件检测单元108包括存储单元112,该存储单元112包括跌倒数据,该跌倒数据将相应主体活动度量的主体活动数据的预定时间变化与跌倒事件的预期发生相关联。在此特定情况下,跌倒事件检测单元被配置为使用所存储的跌倒数据来确定跌倒事件是否已经发生。
此外,跌倒分类设备包括跌倒事件类型分类单元110,该跌倒事件类型分类单元110连接到跌倒事件检测单元108和主体活动数据确定单元106,并且被配置为:在接收到跌倒事件信号时使用预定算法、利用在跌倒事件确定之前的第一时间跨度期间和在跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据来从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒的类型,并且提供指示其的跌倒类型信号。可选地,跌倒事件类型分类单元110包括存储单元114,其包括将两个或更多个主体活动数据的时间变化的预定组合与相应跌倒类型相关联的跌倒类型数据,并且其中跌倒事件分类单元被配置为使用所存储的跌倒类型数据来确定跌倒的类型。
可检测的跌倒类型的预定集合包括可以在例如跌倒方向(例如向前跌倒、向后跌倒、侧向跌倒、当场跌倒等)、跌倒速度(快速跌倒、缓慢跌倒等)或医疗紧迫性(无、低、中、高等)方面彼此区分的跌倒事件。跌倒的可检测类型取决于确定的主体活动度量。例如,使用指示生命信号的主体活动度量来最佳地评估给定跌倒的医疗紧迫性。此外,给定主体活动度量的准确性确定取决于例如用于无线射频通信信号的传输的频带。例如,当使用诸如60GHz Wi-Fi之类的高带宽技术时,呼吸检测是更准确的,并且也可以在主体正在移动的同时执行,而不仅仅在主体处于静态姿态时执行。
在示例性跌倒分类装置中,提出利用如上所解释的RF感测技术来跟踪主体S在整个感兴趣的空间或区域(即感测体积)中的存在和呼吸率。这可以例如是养老院/公寓,其中经由通过无线发射器部署的RF感测来监测老年人。当主体相对静止(例如睡觉、坐下)时,利用当前技术已经有可能进行呼吸检测,但像60GHz Wi-Fi的更高带宽技术,由于他们的无线信号更受限制,也启用以跟踪在存在明显运动(例如主体正在移动)的同时的呼吸率。
因此,在这种情况下,使用无线通信信号的信号质量值确定和监测主体呼吸率的数值形式的主体活动数据,同时主体在房间中的存在性也被监测。跌倒事件检测单元108接收呼吸率的值。例如,处于稳定状态的老年人可以具有15bpm(每分钟呼吸次数)的正常呼吸率。假设没有明显的呼吸问题,当老年人在房子里四处走动时,这个水平应该是大致恒定的。
如果主体将例如跌倒在地,由于在跌倒期间的快速移动(加速/减速),呼吸信号将暂时丢失。所监测的呼吸率的该时间变化被跌倒事件检测单元识别为指示跌倒事件,并且提供跌倒事件信号。一旦人静止地躺在地板上,跌倒确定设备继续跟踪呼吸率并将其与跌倒前的水平进行比较。在事件提供之前(例如基本恒定的呼吸率加上呼吸数据中的突然间隙)和事件之后对主体活动数据的分析用于识别跌倒并粗略地确定其类型。例如:
-如果仍然在房间中检测到主体并且数据中间隙前后的值大致相同,这可能简单地意味着不存在真正的跌倒,而只是检测中的问题、盲点、与胸部运动失去同步等等。类似地,该人可能已经在地板上躺下以做瑜伽。
-如果仍然在房间中检测到主体并且时间间隙之后的呼吸值稍高,这可能意味着该人已经经历近似/软跌倒,导致呼吸率适度增加/不规律。跌倒分类设备系统将此解释为指示近似事故,并且保持统计跟踪而无需任何实时动作。
-如果仍然在房间中检测到主体,并且时间间隔之后的呼吸值明显更高或高于一定阈值,其可能意味着主体已经经受危险情况并且因此是紧张的/担忧的/受伤的,这不可避免地导致呼吸率增加/不规律。感测系统将此解释为指示急需关注的事故。
-如果仍然在房间中检测到主体并且间隙之后的值明显更低或低于一定阈值,这可能意味着主体已经经受致使他们失去知觉(并且因此反应较差、没有心理压力等,这会提升他们的呼吸率)的甚至更危险的情况。这可以指示现场急救员(first responder)立即、高度紧急关注。
图2示出了另一示例性跌倒分类装置250的示意图。在该特定示例中,无线发射器101、103、105和107以及跌倒分类设备100是无线通信网络的网络节点。特别地,上述设备是无线可控照明装置的网络节点。例如,无线发射器101是安装在房间200的天花板上的照明器形式的无线可控照明设备。无线发射器103例如是还包括无线可控发光的“EXIT”标志。无线发射器105是被配置为无线控制照明器101的操作的开关。无线发射器107是也被配置为无线地提供使用数据的插座。在该特定示例中,跌倒分类设备100集成在无线通信网络控制设备中,比如集线器、桥接器、路由器、接入点、网关等。在其他示例中,跌倒分类设备可以集成在无线通信网络的任何类型的节点中。主体S在房间中站立,如实线所示。跌倒分类设备100使用由跌倒检测装置250的节点提供的无线通信信号来监测与主体相关联的主体活动度量。在给定时刻,人S跌倒在地板上,如不连续线所示。跌倒事件被设备100的跌倒事件确定单元检测,该跌倒事件确定单元提供指示其的跌倒事件信号。
如果跌倒事件之后人的位置不允许接收的具有足够信号质量的无线通信信号,跌倒事件的分类可能会受到影响。这可以归因于:该人不再处于感测体积内、该人一旦在地板上就呈现较小的目标、无线通信信号在一定高度较不可靠,例如归因于房间中的多路径行为、或者如果人在跌倒后被许多其他人包围等等。
在这些情况下,示例性跌倒分类设备可选地被配置为在检测可以指示可能跌倒(例如正常呼吸率之后缺乏呼吸信息)的事件时重新配置自身。
在该示例性跌倒检测装置250中,跌倒事件检测单元108被配置为在确定跌倒事件时直接以单跳通信或间接经由多跳通信向外部无线发射器提供传输调整请求。
传输调整请求可以例如指示针对无线发射器101、103、105、107中的一个或多个的请求,用于提供具有增加的传输功率的无线通信信号。这增加了在跌倒之后信号质量值的确定的灵敏度,其与将跌倒事件分类成预定的跌倒类型之一相关。
另外或可替换地,传输调整请求例如是增加提供用于确定信号质量值的无线通信信号的外部无线发射器的数量的请求。例如,如果在确定跌倒事件之前,仅设备101、103和105提供无线通信信号以用于确定信号质量数据并且基于此用于确定多个设备的主体活动度量的主体活动数据,传输调整请求可以指示针对设备107也用以提供用于确定现在处在地板上的主体的主体活动数据的无线通信信号的请求。
可替换地,传输调整请求可以指示从无线发射器的预定集合接收无线通信信号的请求。这实现了感测拓扑结构的变化,例如从仅使用由吸顶灯提供的信号到使用来自那些预期更靠近地面的发射器(如插头和灯带)的信号,或者从单楼层感测到在这发生在其他楼层的情况下的楼层间感测。楼层间感测是指由位于另一楼层(典型地在下方楼层中)的无线发射器提供的无线通信信号的使用。已经跌倒在地的人与该人站立时相比,对来自下方楼层天花板的那些信号具有更大的影响。
在另一示例性跌倒分类设备中,主体活动数据确定单元106被配置为是可使用至少高灵敏度等级和低灵敏度等级操作的,以用于确定主体活动数据。典型地,主体活动数据确定单元使用低灵敏度等级来操作,因为它使用较少的资源。在该跌倒分类设备中,并且在确定跌倒事件时,跌倒事件检测单元108被配置为向主体活动数据确定单元106提供灵敏度增加请求信号。主体活动数据确定单元106在接收到灵敏度增加请求信号时被配置为:将灵敏度从低灵敏度等级增加到高灵敏度等级以用于确定在第二时间跨度期间的主体活动数据。
在另一示例性跌倒分类装置中,跌倒分类设备100可选地被配置为使用在跌倒事件之前和之后的时间段获得的其他主体活动度量和相关主体活动数据。例如,安装在零售店中的跌倒分类装置可以测量呼吸率以及保持跟踪运动方向,作为两个受监测的主体活动度量。这样,可以更准确地检测跌倒,因为现在指示跌倒的多个因素(例如,呼吸率数据中的瞬时间隙以及跌倒之后大幅运动或者甚至轻微的运动的缺乏)可以被跌倒分类设备检测。
跌倒分类设备100的跌倒事件检测单元108可选地被配置为在确定跌倒事件时向主体活动数据确定单元106提供度量附加请求信号,该度量附加请求信号指示确定附加主体活动度量的主体活动数据的请求。跌倒事件类型确定单元110被配置为另外使用附加主体活动度量的主体活动数据来确定跌倒的类型。
因此,他提出的附加主体活动度量也实现了跌倒分类的进一步改进。例如,度量附加请求信号现在指示确定指示主体步态的主体活动数据的请求,该主体步态是示例性的附加主体活动度量。如果跌倒事件之后的呼吸率的值明显低于跌倒之前,但是主体活动数据确定单元仍然确定与疑似跌倒之后无痛的正常行走相关联的通常步态,则可疑运动活动可以简单地指示关于呼吸的假阴性(即确实没有跌倒)。
如果跌倒后的呼吸率的值明显高于跌倒前并且主体活动数据确定单元检测到具有异常步态的行走,这可以指示该人可能已经跌倒但站了起来、正沿着一定方向爬行、或者正在痛苦地行走。因此,在这种情况下提供的跌倒类型信号可以是关于下述的请求:派遣员工检查顾客但不呼叫紧急服务;或者简单地确定它是柔和的、无关紧要的跌倒,但除了吓到顾客之外并没有重大的医疗影响。另一方面,在没有运动活动/具有非常低的运动活动的情况下增加的呼吸率可以指示人是有意识的但不再能够移动。
在另一示例性跌倒分类设备100中,跌倒事件检测单元108进一步被配置为:确定指示在感测体积V内主体S的跌倒事件的持续时间的跌倒事件时间跨度,并且提供指示其的跌倒持续时间信号。在该示例性跌倒分类设备100中,跌倒事件类型分类单元110进一步被配置为进一步使用所提供的跌倒持续时间信号来确定跌倒的类型。
例如,人可以单纯地由于例如动脉瘤、低血压下降等而晕倒。在这种境况下,主体变得失去知觉,并且因此在下述意义上身体简单下落:主体无法做任何事情来减缓或减轻跌倒。这种跌倒结果是小于1秒、有时甚至小于半秒的快速跌倒事件。另一方面,人可以被某物绊倒,并且仍然设法抓住某物(家具、物体等),导致软跌倒到或近似跌倒。突然抓住某物是来自人的自然反应以在跌倒期间避免伤害他们自己,并且即使该抓住可能无法避免主体最终倒在地板上,它可以足以减缓跌倒事件并防止严重伤害。
主体活动数据确定单元106被配置为确定主体的躯干位置的时间系列,因为躯干是对基于射频的检测贡献最大的身体块。因此,通过分析躯干高度如何变化并对躯干的不同速度进行分类,可以推断跌倒的类型。例如,主体活动数据确定单元106确定指示使射频通信信号W失真的主体逐渐收缩的事实的数据,这可能仅仅因为人正在逐渐向地板移动或蜷缩等。另一方面,与无线通信信号W交互的身体块的突然变化可以指示快速跌倒事件。这些转变发生得有多快,即跌倒事件的时间跨度有多长,指示该人能够在多大程度上防止跌倒,并且因此为跌倒类型的分类提供指示,特别是考虑到受伤的风险。
该特定的跌倒分类设备100有利地适合于在一定程度上确定跌倒事件可能已经上演还是可能被伪造。例如,如果目标是通过声称已经跌倒在地欺骗保险公司,那么主体可能宁可舒适地让他自己降低到地板上,而不是为了真实而突然降落并冒着伤害他自己的风险。这可以通过比较诸如生命体征(例如呼吸率)之类的其他主体活动度量而得到丰富。意外跌倒的人可能表现出在跌倒前后的呼吸率之间的更清晰的差异,因为他们在跌倒事件之前通常会保持平静。有意伪造跌倒的某人将有可能在事前紧张,因此具有更高的呼吸率,并且在事件之后不会感到惊讶,这导致呼吸率相对于跌倒前状态的较小差异。
跌倒分类设备100的跌倒事件检测单元108还可以另外或可替换地被配置为:查明指示感测体积当前上下文的上下文数据,并且进一步取决于感测体积的不同上下文与跌倒事件的预期发生之间的预定关联来确定跌倒事件。因此,除了可以由跌倒分类设备100经由RF感测动态地测量的主体活动度量外,跌倒分类装置150、250可以依赖可以增加可能事件确实是跌倒的可能性的其他上下文来源。例如,更易于摔倒的区域或潮湿表面的区域(浴室/厕所、厨房、机房、喷泉、室外区域(尤其是如果它们铺设了滑砖)、超市中堆放玻璃瓶中液体的岛等)是更可能使人滑倒的位置。此外,在跌倒事件之前/期间在该区域中发生的动作的类型可以用作上下文数据以改进跌倒事件确定。这些动作类型可以进一步增加跌倒事件真实发生的可能性(例如中午在浴室中与淋浴后直接在浴室中),或简单地使任何区域潜在地更危险(例如清洁人员在超市的某个过道刚刚完成工作)。另外,像一天中的时间(与在白天期间相比,人在晚上上厕所时可能不太注意,因为他们可能是困倦的)、环境条件(有足够的光以防止绊倒)、干扰源的存在(例如宠物、可能把玩具随处乱放的孩子等)那样的基本信息可以用作上下文数据,以用于进一步改进跌倒事件的发生或跌倒事件的类型的确定。
图3示出了用于操作跌倒分类设备的方法300的示意性流程图。该方法包括:在步骤302中,在接收器单元处接收来自一个或多个外部无线发射器的无线射频通信信号,该一个或多个外部无线发射器与接收器单元一起限定用于感测多个主体活动度量(例如存在、动作、加速度、姿势、步态、呼吸率、心率等)的相应感测体积,该多个主体活动度量指示位于感测体积内的一个或多个主体的相应主体活动。该方法还包括:在步骤304中,确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,该信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度、或者指示外部无线发射器中的相应一个和接收器单元之间的无线通信链路的信道状态、或者指示与主体活动相关的任何其他合适的信号质量度量。该方法还包括:在步骤306中,使用所提供的信号质量值序列来确定并提供指示感测体积内主体的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据。此外,该方法包括:在步骤308中,基于至少两个主体活动度量中的至少一个的时间变化来确定感测体积内的主体的跌倒事件是否已经发生,并且提供指示其的跌倒事件信号。该方法还包括:在步骤310中,并且在接收到跌倒事件信号时,使用预定算法、利用在确定跌倒事件之前的第一时间跨度期间和在确定跌倒事件之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动值,从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒的类型,并且提供指示其的跌倒类型信号。
方法300可以可选地包括:在步骤309中,并且在确定跌倒事件时,提供传输调整请求,其指示:
-针对外部无线发射器的、用于提供具有增加的传输功率的无线通信信号的请求;或
-增加提供用于信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线发射器的数量的请求;或
-从外部无线发射器的预定集合接收无线通信信号的请求;或其任意组合。
图4示出了用于操作跌倒分类设备的方法400的另一实施例的示意性流程图。图4的方法400另外包括:在步骤402中,在确定跌倒事件时提供度量附加请求信号,该度量附加请求信号指示确定附加主体参数的主体行为值的请求;以及在步骤404中,另外使用附加主体参数的主体参数值来确定跌倒的类型。
图5示出了用于操作跌倒分类装置的方法500的实施例的流程图。该方法包括:在步骤502中,提供无线通信信号;以及执行图3或图4的方法。
图6示出了形成跌倒确定装置650的一部分的跌倒确定设备600的实施例的示意图。该跌倒确定设备包括接收器602单元,其被配置为从装置650的一个或多个无线发射器601、603接收无线射频通信信号W,该一个或多个无线发射器601、603与接收器单元602一起限定相应感测体积V1、V3以用于感测位于感测体积内的一个或多个主体S。跌倒确定设备600还包括信号质量确定单元604,其连接到接收单元602且被配置为确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应的信号质量值序列,该信号质量值指示所接收的无线通信信号W的信号强度、或者指示外部无线发射器中相应的一个与接收单元之间的无线通信链路的信道状态、或者指示与主体S的跌倒运动相关的任何其他合适的信号质量度量。跌倒确定设备600还包括跌倒事件检测单元606,其连接到信号质量确定单元604并且被配置为从其接收信号质量值序列。跌倒事件确定单元606进一步被配置为:查明指示感测体积V1、V3的和/或位于感测体积内的一个或多个主体S的当前上下文的上下文数据,并且使用所接收的信号质量值序列和所查明的上下文数据来确定在感测体积中主体的跌倒是否已经发生。
图7示出了用于操作跌倒确定设备的方法700的实施例的流程图。该方法包括:在步骤702中,接收无线射频通信信号,特别是从一个或多个外部无线发射器接收无线射频通信信号,该一个或多个外部无线发射器与跌倒确定设备的接收器单元一起限定相应感应体积以用于感测位于感测体积内的一个或多个主体。该方法包括:在步骤704中,确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,该信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度、或者指示外部无线发射器中的相应一个与跌倒确定设备的接收器单元之间的无线通信链路的信道状态、或者指示与主体活动相关的任何其他合适的信号质量度量。该方法包括:在步骤706中,查明指示感测体积的和/或位于感测体积内的主体的当前上下文的上下文数据。该方法还包括:在步骤708中,使用所接收的信号质量值序列和所查明的上下文数据来确定感测体积中主体的跌倒是否已经发生。
方法700可以可选地包括以下步骤:确定710已经跌倒的人是否需要援助,例如医疗援助;以及向例如医疗或护理机构提供712指示其的援助需求信号。
总之,本发明针对一种具有接收器单元和主体活动数据确定单元的跌倒分类设备,该接收器单元被配置为从无线发射器接收无线通信信号,该主体活动数据确定单元被配置为使用由质量信号确定单元确定的信号质量值来确定并提供指示感测体积内主体的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据。跌倒事件检测单元被配置为基于至少一个主体活动度量的主体活动数据的时间变化来确定跌倒事件是否已经发生。跌倒事件类型分类单元被配置为使用预定算法和在跌倒事件确定之前的第一时间跨度和跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的主体活动数据,从预定的跌倒类型列表中以增加的准确性确定跌倒类型。
本领域技术人员在实施要求保护的本发明时,根据对于附图、公开内容以及所附权利要求书的研究,可以理解和实现所公开实施例的其他变型。
在权利要求书中,词语“包括”并不排除其他的元件或步骤,并且不定冠词“一”并不排除复数。
单个单元或设备可以实现权利要求中列出的若干项的功能。在相互不同的从属权利要求中叙述某些措施这一事实并不意味着这些措施的组合不能被有利地使用。
计算机程序可以存储/分布于适当的介质上,例如存储/分布于与其他硬件一起提供或者作为其他硬件的一部分而提供的固态介质或者光学存储介质上,但是也可以以其他的形式分发,例如通过因特网或者其他有线或无线电信系统分发。
权利要求书中的任何附图标记不应被解释为限制范围。
Claims (14)
1.一种跌倒分类设备(100),包括:
-接收器单元(102),其被配置为从一个或多个外部无线收发器(101,103)接收无线射频通信信号(W),所述一个或多个外部无线收发器与所述接收器单元(102)一起限定用于感测多个主体活动度量的相应的感测体积(V1,V3),所述多个主体活动度量指示位于所述感测体积内的一个或多个主体(S)的相应主体活动;
-信号质量确定单元(104),其连接到所述接收器单元(102)并且被配置为:确定并提供包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,所述信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度、或者指示所述外部无线收发器中的相应一个与所述接收器单元之间的无线通信链路的信道状态、或者指示与主体活动相关的任何其他合适的信号质量度量;
-主体活动数据确定单元(106),其被配置为使用所提供的信号质量值序列来确定并提供指示所述感测体积(V1,V3)内所述主体(S)的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据;
-跌倒事件检测单元(108),其连接到所述主体活动数据确定单元(106)并且被配置为:接收主体活动数据,并且基于至少一个主体活动度量的主体活动数据的时间变化来确定所述感测体积(V1,V3)内所述主体(S)的跌倒事件是否已经发生,并提供指示其的跌倒事件信号,其中所述跌倒事件检测单元(108)被配置为在确定所述跌倒事件时向所述外部无线收发器(101,103,105,107)提供传输调整请求,其指示:
-针对所述外部无线收发器用以提供具有增加的传输功率的所述无线通信信号和/或修改用于传输所述无线通信信号的传输波束的请求,或者
-增加提供用于所述信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线收发器的数量的请求,或者
-从外部无线收发器的预定集合接收无线通信信号的请求,
-或其任意组合;以及
-跌倒事件类型分类单元(110),其连接到所述跌倒事件检测单元(108)且连接到所述主体活动数据确定单元(106),并且被配置为:在接收到所述跌倒事件信号时,使用预定算法、利用在所述跌倒事件确定之前的第一时间跨度期间和在所述跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的所述主体活动数据,从可检测的跌倒类型的预定集合中确定跌倒的类型,并提供指示其的跌倒类型信号。
2.权利要求1的跌倒分类设备(100),其中所述跌倒事件检测单元包括存储单元(112),所述存储单元包括跌倒数据,所述跌倒数据将所述相应主体活动度量的所述主体活动数据的预定时间变化与跌倒事件的预期发生相关联,并且其中所述跌倒事件检测单元被配置为使用所存储的跌倒数据来确定所述跌倒事件是否已经发生。
3.权利要求1或2的跌倒分类设备(100),其中所述跌倒事件类型分类单元包括存储单元(114),所述存储单元包括将两个或更多个主体活动数据的时间变化的预定组合与相应跌倒类型相关联的跌倒类型数据,并且其中所述跌倒事件分类单元被配置为使用所存储的跌倒类型数据来确定所述跌倒的类型。
4.前述权利要求中任一项的跌倒分类设备(100),其中
-所述主体活动数据确定单元(106)被配置为是可使用至少高灵敏度等级和低灵敏度等级操作的以用于确定所述主体活动数据;其中
-在确定跌倒事件时,所述跌倒事件检测单元(108)被配置为向所述主体活动数据确定单元(106)提供灵敏度增加请求信号;并且其中
-所述主体活动数据确定单元(106)在接收到所述灵敏度增加请求信号时被配置为将所述灵敏度从所述低灵敏度等级增加到所述高灵敏度等级以用于确定所述第二时间跨度期间的所述主体活动数据。
5.前述权利要求中任一项的跌倒分类设备(100),其中所述跌倒事件检测单元(108)被配置为在确定跌倒事件时向所述主体活动数据确定单元(106)提供度量附加请求信号,所述度量附加请求信号指示确定附加的主体活动度量的主体活动数据的请求,并且其中所述跌倒事件类型确定单元(110)被配置为另外使用所述附加的主体活动度量的所述主体活动数据来确定所述跌倒的类型。
6.前述权利要求中任一项的跌倒分类设备(100),其中所述跌倒事件检测单元(108)进一步被配置为:确定指示所述感测体积内所述主体的所述跌倒事件的持续时间、或者跌倒竖直距离、或者跌倒结束高度、或者所述感测体积内所述主体的所述跌倒事件的最大跌倒速度的跌倒事件上下文,并提供指示其的跌倒上下文信号,并且其中所述跌倒事件类型分类单元(110)进一步被配置为进一步使用所提供的跌倒上下文信号来确定所述跌倒的类型。
7.前述权利要求中任一项的跌倒分类设备(100),其中所述跌倒事件检测单元(108)进一步被配置为:查明指示所述感测体积的当前上下文的上下文数据,并且进一步取决于所述感测体积的不同上下文与所述跌倒事件的预期发生之间的预定关联来确定所述跌倒事件。
8.前述权利要求中任一项的跌倒事件分类设备,其中所述跌倒事件检测单元(108)进一步被配置为:查明指示所述感测体积的当前上下文的上下文数据,并且使用所述跌倒类型信号和所述上下文数据确定所述跌倒的主体是否需要援助并提供指示其的援助需求信号。
9.一种跌倒分类装置(150,250),包括:
-根据前述权利要求中任一项的至少一个跌倒分类设备(100);以及
-一个或多个无线收发器(101,103,105,107),其被配置为向所述至少一个跌倒分类设备(100)提供无线通信信号(W,W1,W3,W5,W7)。
10.一种用于操作跌倒分类设备的方法(300),所述方法包括:
-在接收器单元处接收(302)来自一个或多个外部无线收发器的无线射频通信信号,所述一个或多个外部无线收发器与所述接收器单元一起限定用于感测多个主体活动度量的相应感测体积,所述多个主体活动度量指示位于所述感测体积内的一个或多个主体的相应主体活动;
-确定并提供(304)包括在不同时间点获得的信号质量值的相应信号质量值序列,所述信号质量值指示所接收的无线通信信号的信号强度、或者指示所述外部无线收发器中的相应一个与所述接收器单元之间的无线通信链路的信道状态、或者指示与主体活动相关的任何其他合适的信号质量度量;
-使用所提供的信号质量值序列来确定并提供(306)指示所述感测体积内所述主体的至少两个主体活动度量的相应主体活动数据;
-基于所述至少两个主体活动度量中的至少一个的时间变化,确定(308)所述感测体积内所述主体的跌倒事件是否已经发生并提供指示其的跌倒事件信号;
-在确定所述跌倒事件发生时,向所述外部无线收发器提供传输调整请求,其指示:
-针对所述外部无线收发器用以提供具有增加的传输功率的所述无线通信信号和/或修改用于传输所述无线通信信号的传输波束的请求,或者
-增加提供用于所述信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线收发器的数量的请求,或者
-从外部无线收发器的预定集合接收无线通信信号的请求,
-或其任意组合;以及
-在接收到所述跌倒事件信号时使用预定算法、利用在所述跌倒事件确定之前的第一时间跨度期间和在所述跌倒事件确定之后的第二时间跨度期间确定的至少两个主体活动度量的所述主体活动数据,从可检测的跌倒类型的预定集合中确定(310)跌倒的类型,并提供指示其的跌倒类型信号。
11.权利要求10的方法,进一步包括在确定所述跌倒事件时提供(309)传输调整请求,其指示:
-针对所述外部无线收发器用以提供具有增加的传输功率的所述无线通信信号请求;或
-增加提供用于所述信号质量值的确定的无线通信信号的外部无线收发器的数量的请求;或
-从外部无线收发器的预定集合接收无线通信信号的请求;或其任意组合。
12.权利要求10或11的方法(400),进一步包括:
-在确定跌倒事件时提供(402)度量附加请求信号,所述度量附加请求信号指示确定附加的主体参数的主体行为值的请求;以及
-另外使用所述附加的主体参数的所述主体参数值来确定(404)所述跌倒的类型。
13.一种用于操作跌倒分类装置的方法(500),包括:
-提供(502)无线通信信号;以及
-执行权利要求10至12中任一项的方法(300,400)。
14.一种计算机程序,包括指令,所述指令在被计算机执行时促使所述计算机实施根据权利要求10至13中任一项的方法。
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Cited By (1)
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Cited By (2)
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| CN117423210B (zh) * | 2023-12-19 | 2024-02-13 | 西南医科大学附属医院 | 一种护理用病患防跌落智能感应报警系统 |
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