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专利号: 2015109525993
申请人: 重庆邮电大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 医学或兽医学;卫生学
更新日期:2024-02-26
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.高精度计步的老年人智能监护装置,包括手腕仪表;所述手腕仪表包括第二处理器及与其相连接的脉搏传感器、第二蓝牙接口、LCD显示器;其特征在于:所述智能监护装置包括腰部仪表,所述腰部仪表包括第一处理器及与其相连接的计步传感器、高精度计步计算单元、移动通信传送单元、第一蓝牙接口;

所述第二蓝牙接口与所述第一蓝牙接口蓝牙通信连接;

所述高精度计步计算单元用于对计步传感器所感知的步伐数据进行计算,获得高精度计步;

所述高精度计步通过所述第二蓝牙接口发送给手腕仪表,在所述LCD显示器显示。

2.根据权利要求1所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述计步传感器为三轴加速度传感器。

3.根据权利要求1所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述对计步传感器所感知的计步数据进行计算,获得高精度计步包括对所述计步传感器得到的计步数据进行组合滤波,对组合滤波后的计步数据进行步伐判断,对判定为有效的步伐进行计数。

4.根据权利要求3所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述组合滤波包括形态学滤波运算、中值滤波运算和平均滤波运算的组合,所述形态学滤波运算用于去除基线漂移;所述中值滤波运算用于去除脉冲信号和毛刺噪声,所述平均滤波运算用于平滑信号,使信号的波形特征更加明显。

5.根据权利要求4所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述形态学滤波运算对计步传感器所感知的步伐数据先后采用两种不同长度的结构元素进行滤波,包括:g1的结构元素,由开闭和闭开运算的均值运算进行滤波,构成第一级形态学滤波器,用来去除基线漂移,即:F1=(f·g1оg1+fоg1·g1)/2

g2的结构元素,由开闭和闭开运算的均值运算进行滤波,构成第二级形态学滤波器,用来去除噪声,即:F2=(F1·g2оg2+F1оg2·g2)/2

其中,f代表计步传感器所感知的步伐数据,F1表示原始信号第一次开闭运算后的信号,F2表示第二次开闭运算后的信号,g1表示第一级形态学结构元素,g2表示第二级形态学结构元素,·表示闭运算,о表示开运算。

6.根据权利要求4所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述中值滤波运算采用预设窗长大小N3的滑动窗口的方法对计步传感器所感知的步伐数据进行滤波,去除脉冲信号和毛刺噪声,即:F3'=median{f3,N3},f3∈F3

其中,median{f3,N3}表示中值滤波算法,f3是滑动窗口里的值,该值来源于传递进入的信号F3,F3是计步传感器所感知的步伐数据f或者形态学滤波运算后的数据F3'之一,F3’是中值滤波后的信号。

7.根据权利要求4所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述平均滤波运算采用预设移动窗口大小N4对中值滤波后的信号或者计步传感器所感知的步伐数据进行滤波,对信号进行平滑;

其中,F4是得到的平滑滤波后的信号,m表示从F3’信号的第m个值开始进行平均滤波运算。

8.根据权利要求1所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述对组合滤波后的计步数据进行步伐判断,对判定为有效的步伐进行计数包括:若组合滤波后的计步数据满足以下三个条件之一,则判定为有效步伐,对其进行计数:固定阈值条件:计算滤波后数据的波形的幅度值,当幅度值超过预定阀值时,判断本条件满足,所述预定阀值为多次数据测试的经验值。

F4(m-1)≤s tan dardvalue且F4(m)≥s tan dardvalue其中,F4(m-1)和F4(m)表示相邻两时刻的信号幅度值,standardvalue多次数据测试所得到的经验值;或者波峰波谷条件:当检测到相邻的一对波峰与波谷,且相邻波峰与波谷的差值大于某一标准值时,判定本条件满足;或者相似度条件:计算滤波后数据与标准信号的相似度,相似度达到某一标准值时,判定本条件满足。

9.根据权利要求1所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述对组合滤波后的计步数据进行步伐判断,对判定为有效的步伐进行计数包括:若组合滤波后的计步数据同时满足以下三个条件,则判定为有效步伐,对其进行计数:固定阈值条件:计算滤波后数据的波形的幅度值,当幅度值超过预定阀值时,判断本条件满足,所述预定阀值为多次数据测试的经验值。

F4(m-1)≤s tan dardvalue且F4(m)≥s tan dardvalue其中,F4(m-1)和F4(m)表示相邻两时刻的信号幅度值,standardvalue多次数据测试所得到的经验值;和波峰波谷条件:当检测到相邻的一对波峰与波谷,且相邻波峰与波谷的差值大于某一标准值时,判定本条件满足;和相似度条件:计算滤波后数据与标准信号的相似度,相似度达到某一标准值时,判定本条件满足。

10.根据权利要求1所述高精度计步的老年人智能监护装置,其特征在于:所述相似度根据滤波后数据与标准信号的相关系数进行计算,当相关系数大于多次测试得到的经验值similarvalue时,即当Rsf>similarvalue时,判定相似度条件满足,其中表示滤波后数据与标准信号的相关系数,设Sn为标准信号数组,f4n为滤波后数据数组,n≤NP,NP表示滤波后数据数组长度。