用于識(shí)別坐姿與站姿之間的轉(zhuǎn)變的方法和裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于根據(jù)對(duì)用戶的移動(dòng)的測(cè)量結(jié)果識(shí)別用戶的坐姿與站姿之間 的轉(zhuǎn)變的方法和裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 跌倒是對(duì)老年人而言最大的健康風(fēng)險(xiǎn)因素中的一個(gè)。65歲以上的老年人中有約三 分之一每年至少跌倒一次。
[0003] 這些跌倒中有許多是能夠通過對(duì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的早期識(shí)別以及對(duì)有效且針對(duì)性的跌 倒預(yù)防程序的應(yīng)用而被避免的?；隗w力與平衡訓(xùn)練的跌倒預(yù)防試驗(yàn)已經(jīng)示出能夠減小老 年人的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0004] 針對(duì)跌倒風(fēng)險(xiǎn)的評(píng)估的重要參數(shù)是日常活動(dòng)的量。針對(duì)體弱的老年人（他們是具 有高跌倒風(fēng)險(xiǎn)的群體中的最大部分），他們?cè)谝惶炖锘ㄙM(fèi)在"腿上"（即，行走、站立等）的 時(shí)間量提供了對(duì)他們的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的有用見解。參數(shù)"腿上時(shí)間"對(duì)應(yīng)于人在執(zhí)行具體的負(fù) 重活動(dòng)或處于負(fù)重姿勢(shì)（例如，規(guī)則/不規(guī)則行走、站立等）時(shí)的時(shí)間量。另一方面，參數(shù) "離腿時(shí)間"對(duì)應(yīng)于人花費(fèi)在進(jìn)行非負(fù)重活動(dòng)或處于非負(fù)重姿勢(shì)（如躺著、坐著等）上的時(shí) 間量。針對(duì)具體的人在日常生活中的"腿上時(shí)間"的連續(xù)或定期監(jiān)測(cè)和分析是用于準(zhǔn)確且 可靠的跌倒風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估的對(duì)標(biāo)準(zhǔn)體能測(cè)試的補(bǔ)充。
[0005] 然而，對(duì)日?；顒?dòng)或腿上時(shí)間的可靠評(píng)估是困難的。最常用的途徑是他們自己對(duì) 他們的活動(dòng)記日志。然而，自我報(bào)告有許多缺點(diǎn)，并且一般產(chǎn)生對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估而言不可靠且 不充分的信息。
[0006] 盡管如此，身體感測(cè)技術(shù)的最近發(fā)展提供了對(duì)日?；顒?dòng)的客觀量度，許多當(dāng)前可 用的產(chǎn)品僅能夠檢測(cè)和監(jiān)測(cè)如跑動(dòng)和規(guī)則行走的動(dòng)態(tài)活動(dòng)，這在分析體弱群體的日常生活 時(shí)并不具體相關(guān)。一些產(chǎn)品確實(shí)存在提供對(duì)姿勢(shì)的分析，但是它們要求用戶在不方便的位 置（例如，大腿）上穿戴傳感器。為了獲得在使用評(píng)估工具中的良好依從性，傳感器平臺(tái)應(yīng) 當(dāng)理想地被以掛墜穿戴或類似設(shè)備的形式定位在上軀干上。然而，難以從使用在該位置中 的設(shè)備獲得的移動(dòng)信號(hào)檢測(cè)諸如坐和站的姿勢(shì)。
[0007] 因此，存在對(duì)于能夠根據(jù)對(duì)用戶的移動(dòng)的測(cè)量結(jié)果來識(shí)別用戶何時(shí)已經(jīng)從坐姿轉(zhuǎn) 變到站姿（并且反之亦然）的方法和裝置的需要。識(shí)別這些姿勢(shì)變化允許對(duì)用戶的腿上時(shí) 間的估計(jì)。腿上時(shí)間能夠是用戶被確定為不是坐下或躺下時(shí)（例如，繼從坐姿到站姿的轉(zhuǎn) 變之后直到從站姿到坐姿的下一轉(zhuǎn)變）的全部時(shí)間段的和。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于識(shí)別用戶的站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的方 法，所述方法包括：獲得對(duì)所述用戶在移動(dòng)期間經(jīng)歷的加速度的測(cè)量結(jié)果；獲得指示所述 用戶的部分在移動(dòng)期間的高度的信號(hào)；處理對(duì)所述加速度的所述測(cè)量結(jié)果，以識(shí)別對(duì)應(yīng)于 站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的候選移動(dòng)；并且在所識(shí)別的候選移動(dòng)符合所述信號(hào)中的高度增加 時(shí)將所識(shí)別的候選移動(dòng)確定為從坐姿到站姿的轉(zhuǎn)變，并且在所識(shí)別的候選移動(dòng)符合所述信 號(hào)中的高度降低時(shí)將所識(shí)別的候選移動(dòng)確定為從站姿到坐姿的轉(zhuǎn)變。
[0009] 在一些實(shí)施例中，獲得指示高度的信號(hào)的步驟包括通過處理被附著到用戶的氣壓 傳感器的輸出而獲得信號(hào)。
[0010] 在備選實(shí)施例中，獲得指示高度的信號(hào)的步驟包括通過處理對(duì)用戶在移動(dòng)期間經(jīng) 歷的加速度的測(cè)量結(jié)果而獲得信號(hào)。
[0011] 在一些實(shí)施例中，獲得對(duì)用戶在移動(dòng)期間經(jīng)歷的垂直加速度的測(cè)量結(jié)果的步驟包 括：獲得對(duì)用戶在移動(dòng)期間經(jīng)歷的三維加速度的測(cè)量結(jié)果；并且處理對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果 以估計(jì)用戶經(jīng)歷的垂直加速度。
[0012] 在一些實(shí)施例中，處理測(cè)量結(jié)果的步驟包括計(jì)算測(cè)量結(jié)果的范數(shù)。
[0013] 優(yōu)選地，處理對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果以識(shí)別對(duì)應(yīng)于站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的候選移 動(dòng)的步驟包括將將加速度的測(cè)量結(jié)果匹配到針對(duì)坐到站的轉(zhuǎn)移的預(yù)定加速度分布圖。
[0014] 在優(yōu)選實(shí)施例中，將加速度的測(cè)量結(jié)果匹配到針對(duì)坐到站的轉(zhuǎn)移的預(yù)定加速度分 布圖的步驟包括利用預(yù)定加速度分布圖對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果進(jìn)行濾波，以產(chǎn)生前向?yàn)V波信 號(hào)；反轉(zhuǎn)前向?yàn)V波信號(hào)；并且利用預(yù)定加速度分布圖對(duì)反轉(zhuǎn)的信號(hào)進(jìn)行濾波。
[0015] 優(yōu)選地，處理對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果的步驟還包括利用濾波器對(duì)來源于匹配的步驟 的信號(hào)進(jìn)行濾波，所述濾波器增強(qiáng)信號(hào)中對(duì)應(yīng)于坐到站的轉(zhuǎn)移和站到坐的轉(zhuǎn)移的部分的幅 值，并且抑制信號(hào)中對(duì)應(yīng)于用戶行走的部分的幅值。
[0016] 在一些實(shí)施例中，濾波的步驟包括：(a)針對(duì)來源于匹配的步驟的信號(hào)上的窗口 中的樣本的子集：（i)確定子集中的樣本的平均值，（ii)從子集中的樣本中的每個(gè)減去所 確定的平均值，（iii)確定步驟（ii)的輸出中的每個(gè)樣本的絕對(duì)值，（iv)確定步驟（iii) 的輸出中的樣本的平均值；(b)在來源于匹配的步驟的信號(hào)上移動(dòng)窗口，并重復(fù)步驟（a); 并且（c)確定在步驟（b)中獲得的信號(hào)的移動(dòng)平均值，以產(chǎn)生濾波信號(hào)。
[0017] 在備選實(shí)施例中，濾波的步驟包括：(a)針對(duì)來源于匹配的步驟的信號(hào)上的窗口 中的樣本的子集：（i)從子集中的樣本中的每個(gè)減去一值，（ii)確定步驟（i)的輸出中的每 個(gè)樣本的絕對(duì)值，（iii)確定步驟（ii)的輸出中的樣本的平均值；(b)在來源于匹配的步 驟的信號(hào)上移動(dòng)窗口，并重復(fù)步驟（a);并且（c)確定在步驟（b)中獲得的信號(hào)的移動(dòng)平均 值，以產(chǎn)生濾波信號(hào)。
[0018] 在一些實(shí)施例中，處理對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果的步驟還包括將濾波信號(hào)中的候選移 動(dòng)識(shí)別為濾波信號(hào)中的峰。在這些實(shí)施例中，候選移動(dòng)優(yōu)選地是在峰具有大于閾值的幅值 處被識(shí)別的。
[0019] 處理對(duì)加速度的測(cè)量結(jié)果以識(shí)別對(duì)應(yīng)于站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的候選移動(dòng)的步 驟還能夠包括將針對(duì)每個(gè)經(jīng)識(shí)別的候選移動(dòng)的開始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間估計(jì)為對(duì)應(yīng)于在所述 樣本的幅值等于所述閾值的預(yù)定比例的情況下濾波信號(hào)中的對(duì)應(yīng)峰的任一側(cè)的樣本的時(shí) 間。
[0020] 在具體實(shí)施例中，所述方法還包括通過以下根據(jù)所獲得的高度信號(hào)來確定針對(duì)每 個(gè)候選移動(dòng)的高度變化的步驟：將在候選移動(dòng)之前的高度確定為在覆蓋高度信號(hào)中在針對(duì) 候選移動(dòng)的所估計(jì)的開始時(shí)間之前的樣本的窗口上的用戶的部分的高度的平均值；將在候 選移動(dòng)之后的高度確定為在覆蓋高度信號(hào)中在針對(duì)候選移動(dòng)的所估計(jì)的結(jié)束時(shí)間之后的 樣本的窗口上的用戶的部分的高度的平均值；并且從所確定的在候選移動(dòng)之前的高度減去 所確定的在候選移動(dòng)之前的高度，以給出在候選移動(dòng)期間的高度變化。
[0021] 根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種確定用戶的腿上時(shí)間的方法，所述方法包括： 識(shí)別如上所述的用戶的站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變；將所述用戶站著的時(shí)間確定為繼從坐姿到 站姿的轉(zhuǎn)變之后直到從站姿到坐姿的下一轉(zhuǎn)變的時(shí)間段；并且對(duì)所述時(shí)間段中的每個(gè)的持 續(xù)時(shí)間進(jìn)行求和，以給出所述腿上時(shí)間。
[0022] 根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種確定用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)的方法，所述方法包括 確定如上所述的腿上時(shí)間；并且根據(jù)所確定的腿上時(shí)間來確定所述用戶的跌倒風(fēng)險(xiǎn)。
[0023] 根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，所述計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品包括 計(jì)算機(jī)程序代碼，所述計(jì)算機(jī)程序代碼當(dāng)在計(jì)算機(jī)或處理器上運(yùn)行時(shí)，令所述計(jì)算機(jī)或處 理器根據(jù)如上所述的方法中的任意方法來在對(duì)用戶的移動(dòng)的測(cè)量結(jié)果中識(shí)別站姿與坐姿 之間的轉(zhuǎn)變。
[0024] 根據(jù)本發(fā)明的第五方面，提供了一種用于在對(duì)用戶的移動(dòng)的測(cè)量結(jié)果中識(shí)別站姿 與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的裝置，所述裝置包括處理單元，所述處理單元被配置為：處理對(duì)所述用 戶經(jīng)歷的加速度的測(cè)量結(jié)果，以識(shí)別對(duì)應(yīng)于站姿與坐姿之間的轉(zhuǎn)變的候選移動(dòng)；并且在所 識(shí)別的候選移動(dòng)符合指示所述用戶的部分在移動(dòng)期間的高度的信號(hào)中的高度增加時(shí)將所 識(shí)別的候選移動(dòng)確定為從坐姿到站姿的轉(zhuǎn)變，并且在所識(shí)別的候選移動(dòng)符合指示所述用戶 的所述部分的所述高度的所述信號(hào)中的高度降低時(shí)將所識(shí)別的候選移動(dòng)確定為從站姿到 坐姿的轉(zhuǎn)變。
[0025] 也預(yù)期所述裝置的各個(gè)其他實(shí)施例，其中，所述處理單元還被配置為運(yùn)行上述方 法步驟中的任意步驟。
[0026] 根據(jù)本發(fā)明的第六方面，提供了一種被配置為由用戶穿戴的設(shè)備，所述設(shè)備包括： 加速度計(jì)，其在三維中測(cè)量作用在所述設(shè)備上的加速度；以及如上所