本發(fā)明涉及機器人通信技術領域，尤其涉及用于養(yǎng)老機器人的突發(fā)應急系統(tǒng)。
背景技術：
機器人發(fā)展日新月異，這種自動執(zhí)行工作的機器裝置既可以接收人類指揮，又可以運行預先編排的程序，也可以根據人工智能技術指定的原則運動，從而協(xié)助或取代人類的一些工作。它與人們生活息息相關，給人們的生活帶來很大的幫助，已經成為未來生活不可分割的一部分。
人口老齡化已成為一個世界性的問題，我國早在1999年就已經進入老齡化社會，老年人占人口的比重在持續(xù)攀升之中，空巢老年人也占據了相當大的比例，如何更好的贍養(yǎng)老年人已成為社會難題。老年人除了各種疾病發(fā)病率高之外，其在日常生活中跌倒的發(fā)生率也非常高，是老年人傷殘和死亡的重要原因之一，當老年人跌倒時，若能夠得到及時的救助，那么可以減少傷痛帶來的痛苦，甚至可以避免死亡。對于子女因工作無法時時照顧老年人，即使將老年人送進養(yǎng)老院也并不能完全解決老年人的安全與看護問題，因養(yǎng)老院沒有足夠多的醫(yī)護人員對老人進行一對一的看護，存在監(jiān)護人員不足的問題。
中國發(fā)明專利（公開號：cn106597360a）公開了一種基于rfid的機器人對室內目標實時動態(tài)定位監(jiān)控方法，利用rfid與機器人解決室內定位監(jiān)控實時性差、成本高問題，“協(xié)助定位標簽”布局室內固定物上以坐標定位，“需要定位標簽”貼目標以定位監(jiān)控，行走機器人安裝rfid閱讀器，閱讀器與標簽信息交互。標簽編碼設標簽id、類別及監(jiān)測目標信息。將閱讀器檢測到的信號強度大到小分檔，對應近到遠距離分檔，機器人通過“協(xié)助定位標簽”更新自身坐標，檢到“需要定位標簽”通過信號強度檔位得機器人與目標距離，實現(xiàn)定位，結果存數據庫，判斷安全性，不安全報警。本發(fā)明計算簡潔，響應快，成本低，設置靈活。用于展館、倉庫等物品安全監(jiān)控，及養(yǎng)老院幼兒園等人員的安全監(jiān)控。
然而，采用上述方法用于養(yǎng)老院看護老年人時，對是否跌倒存在誤判，如當老年人撿東西或跌倒后機器人仍能檢測到rf標簽時則會發(fā)生誤判，且檢測異常情況的采集點單一，不能全面有效的判斷及處理老年人的一些突發(fā)情況。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明意在提供一種用于養(yǎng)老機器人的突發(fā)應急系統(tǒng)，以解決現(xiàn)有養(yǎng)老機器人不能全面有效的判斷及處理老年人突發(fā)狀況的問題。
本發(fā)明提供基礎方案是：用于養(yǎng)老機器人的突發(fā)應急系統(tǒng)，包括穿戴于人體的穿戴式檢測模塊和設于機器人上的異常處理模塊，
穿戴式檢測模塊包括：
加速度傳感器，加速度傳感器用于檢測人體移動的加速度信號并發(fā)送；
陀螺儀，陀螺儀用于檢測人體傾斜的角度信號并發(fā)送；
心率傳感器，心率傳感器用于檢測人體的心率信號并發(fā)送；
處理器，處理器用于接收、處理加速度傳感器發(fā)送的加速度信號、陀螺儀發(fā)送的角度信號及心率傳感器發(fā)送的心率信號，判斷人體是否跌倒及心率是否正常；
處理器接收到加速度信號及角度信號后與處理器中預設的加速度閾值和角度閾值進行對比，當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號也大于預設角度閾值，則判斷人體跌倒，否則判斷人體未跌倒，輸出人體跌倒信號；
處理器接收到心率信號后與處理器中預設的正常心率閾值進行對比，當檢測心率不等于預設正常心率閾值時，表明心率過快或過慢，判斷為心率異常，否則判斷心率正常，輸出人體心率異常信號；
發(fā)送模塊，發(fā)送模塊用于發(fā)送人體跌倒信號和/或心率異常信號；
異常處理模塊包括：
接收模塊，接收模塊用于接收發(fā)送模塊發(fā)送的人體跌倒信號和/或心率異常信號；
通訊模塊，通訊模塊用于自動撥號連接通訊終端，發(fā)送人體跌倒信號和/或心率異常信號；
第一通訊終端，第一通訊終端用于接收通訊模塊發(fā)送的人體跌倒信號和/或心率異常信號；
中央處理器，中央處理器用于接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后，控制通訊模塊啟動執(zhí)行相應動作。
基礎方案的工作原理：穿戴式檢測模塊穿戴于人體上，穿戴式檢測模塊中的加速度傳感器可以測量出人體移動的加速度，陀螺儀可以檢測出人體轉動、偏轉角度，通過兩者結合，對人體跌倒動作進行判斷。具體過程，加速度傳感器及陀螺儀實時采集老年人的實際動作并發(fā)送給處理器，處理器接收到加速度信號及角度信號后與處理器中預設的加速度閾值和角度閾值進行對比：
當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號也大于預設角度閾值，則判斷人體跌倒，人體跌倒信號通過發(fā)送模塊發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊；
當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號小于等于預設角度閾值，此種情況可能是人體在跑步，則判斷人體未跌倒；
當加速度信號小于等于預設加速度閾值時，角度信號大于等于預設角度閾值，此種情況可能是人體在彎腰拾東西，則判斷人體未跌倒；
當加速度信號小于等于預設加速度閾值時，角度信號小于等于預設角度閾值，此種情況標明人體未移動，可能在休息或者坐著閱讀，則判斷人體未跌倒。
心率傳感器用于檢測人體的實時心率信號并發(fā)送給處理器，處理器接收到心率信號后與處理器中預設的正常心率閾值進行對比判斷：
當檢測心率大于預設正常心率閾值時，表明心率過快，判斷為心率異常；人體心率異常信號通過發(fā)送模塊發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊；
當檢測心率等于預設正常心率閾值時，判斷為心率正常；
當檢測心率小于預設正常心率閾值時，表明心率過慢，判斷為心率異常；人體心率異常信號通過發(fā)送模塊發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊；
設于機器人上的異常處理模塊中的接收模塊接收到人體異常信號后發(fā)送給中央處理器，中央處理器接收到人體異常信號后，控制通訊模塊發(fā)送人體異常信號至第一通訊終端，使監(jiān)護人員及時處理老人的突發(fā)情況。
基礎方案的有益效果是：
1、由于本方案采用穿戴式檢測方法，對人體跌倒進行檢測同時也對人體心臟異常情況進行了檢測，增加了監(jiān)控參數，對老年人的看護增加了一份保障；
2、通過系統(tǒng)自動發(fā)送人體跌倒信號和/或心率異常信號至通訊終端，可及時處理老年人的突發(fā)狀況，使老人可以得到及時的救治。
進一步，所述異常處理模塊還包括視頻采集模塊，視頻采集模塊用于采集異常情況下的視頻信號；
通訊模塊還用于在異常情況下發(fā)送遠程視頻請求信號及視頻信號；
第一通訊終端還用于接收通訊模塊發(fā)送的遠程視頻請求信號及視頻信號；
中央處理器還用于在接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后，控制視頻采集模塊工作，并接收視頻信號，經處理后通過通訊模塊發(fā)送至第一通訊終端。
有益效果：當設于機器人上的異常處理模塊中的接收模塊接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后發(fā)送給中央處理器，中央處理器接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后，控制視頻采集模塊工作同時控制通訊模塊自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系，監(jiān)護人員通過通訊終端接收到的視頻再次確認老人的身體狀況，避免系統(tǒng)誤判，提高了檢測成功率。
進一步，異常處理模塊還包括語音采集模塊，語音采集模塊用于檢測人體發(fā)出的語音信號并發(fā)送給中央處理器，中央處理器對語音信號進行處理后，判斷語音信號是否為預設求救信號：當識別結果為求救信號，則中央處理器控制視頻采集模塊工作同時控制第一通信終端自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系。有益效果：通過識別老人發(fā)出的語音信號，判斷是否為求救信號，如識別到“救命”、“我不舒服”、“尖叫聲”時，央處理器控制視頻采集模塊工作同時控制第一通信終端自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系，使監(jiān)護人員可以及時了解老人的身體狀況，增強了機器人接收突發(fā)應急情況的適應性。
進一步，異常處理模塊還包括語音提示模塊，語音提示模塊用于發(fā)出語音提示信號。有益效果：當檢測不到老人移動和轉動信號時，中央處理器控制語音提示模塊發(fā)出問詢語音，如“你在干嘛”、“你還好嗎”等，以確認老人當前的狀態(tài)，避免當老人在蹲下拾東西時，系統(tǒng)誤判為跌倒信號，提高了系統(tǒng)檢測的準確性。
進一步，異常處理模塊包括還包括第二通訊終端和第三通訊終端，第二通訊終端用于在通訊模塊不能與第一通訊終端聯(lián)系時接收通訊模塊發(fā)送的異常情況信號及遠程視頻請求；第三通訊終端用于在通訊模塊不能與第二通訊終端聯(lián)系時接收通訊模塊發(fā)送的異常情況信號及遠程視頻請求；有益效果：當與第一通信終端不能及時取得聯(lián)系時，通訊模塊自動撥打視頻電話與第二通訊終端聯(lián)系，如與第二通訊終端也不能及時取得聯(lián)系的情況下，通訊模塊自動撥打視頻電話與第三通訊終端聯(lián)系，以此可有效避免因不能聯(lián)系到通訊終端而延誤老人病情的情況。
進一步，異常處理模塊還包括觸摸屏，觸摸屏用于接收輸入的指令。有益效果：對于存在交流障礙或特殊老人無法與機器人交流時，可采用觸摸屏書寫求救字符。
進一步，異常處理模塊還包括存儲模塊，存儲模塊中存儲有心理健康測試題，心理健康測試題可在觸摸屏上顯示，通過老人的點選進行心理測試。有益效果：通過心理健康測試題對老人心理健康情況進行測試，使監(jiān)護人員及時了解及關注老人心理變化，對心理變化比較大的老人及時進行心理疏導。
附圖說明
圖1為本發(fā)明用于養(yǎng)老機器人的突發(fā)應急系統(tǒng)實施例的原理框圖。
具體實施方式
下面通過具體實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
說明書附圖中的附圖標記包括：穿戴式檢測模塊1、加速度傳感器11、陀螺儀12、心率傳感13、處理器14、發(fā)送模塊15、異常處理模塊2、接收模塊20、中央處理器21、視頻采集模塊22、語音采集模塊23、觸摸屏24、通訊模塊25、第一通訊終端26、第二通訊終端27、第三通訊終端28、語音提示模塊29。
用于養(yǎng)老機器人的突發(fā)應急系統(tǒng)實施例基本如圖1所示：包括穿戴于人體的穿戴式檢測模塊1和設于機器人上的異常處理模塊2，
所述穿戴式檢測模塊1包括：
加速度傳感器11，加速度傳感器11用于檢測人體移動的加速度信號并發(fā)送；
陀螺儀12，陀螺儀12用于檢測人體傾斜的角度信號并發(fā)送；
心率傳感13器，心率傳感13器用于檢測人體的心率信號并發(fā)送；
處理器14，處理器14用于接收、處理加速度傳感器11發(fā)送的加速度信號、陀螺儀12發(fā)送的角度信號及心率傳感13器發(fā)送的心率信號，判斷人體是否跌倒及心率是否正常；
處理器14接收到加速度信號及角度信號后與處理器14中預設的加速度閾值和角度閾值進行對比，當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號也大于預設角度閾值，則判斷人體跌倒，否則判斷人體未跌倒，輸出人體跌倒信號；
處理器14接收到心率信號后與處理器14中預設的正常心率閾值進行對比，當檢測心率不等于預設正常心率閾值時，表明心率過快或過慢，判斷為心率異常，否則判斷心率正常，輸出人體心率異常信號；
發(fā)送模塊15，發(fā)送模塊15用于發(fā)送人體跌倒信號和/或心率異常信號；
其中，穿戴式檢測模塊1中加速度傳感器11采用三軸加速度計，可以測量出人體移動的加速度，進而判斷出人體移動的距離；陀螺儀12采用三軸陀螺儀，通過測量自身的旋轉狀態(tài)，判斷出人體當前運動狀態(tài)，是向前、向后、向上、向下、向左還是向右、是加速（角速度）還是減速（角速度），兩者結合形成6軸慣性測量單元，可精確的判斷出人體是否跌倒。
心率傳感13器采用mkb0705光電心率傳感13器模塊對老人的心率進行實施采集。
處理器14可對加速度傳感器11采集的加速度信號、陀螺儀12采集的角度信號及心率傳感13器采集的心率信號進行信號處理，處理器14采用dsp系列數字處理芯片對采集的信號進行降噪、放大及模數轉換處理，并對處理的信號進行判斷。
考慮到成本與通信特點，發(fā)送、接收模塊20采用基于射頻技術的無線發(fā)送與接收模塊20進行信號的發(fā)送與接收。
所述異常處理模塊2包括：
接收模塊20，接收模塊20用于接收發(fā)送模塊15發(fā)送的人體跌倒信號和/或心率異常信號；
通訊模塊25，通訊模塊25用于自動撥號連接通訊終端，發(fā)送人體跌倒信號和/或心率異常信號；
第一通訊終端26，第一通訊終端26用于接收通訊模塊25發(fā)送的人體跌倒信號和/或心率異常信號；
中央處理器21，中央處理器21用于接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后，控制通訊模塊25啟動執(zhí)行相應動作。其中中央處理器21采用國產龍芯cpu進行數據處理與控制，通訊模塊25采用多協(xié)議gsm模塊進行通訊，第一通訊終端26為搭載了攝像頭的智能手機，gsm模塊將人體跌倒信號和/或心率異常信號發(fā)送至智能手機上。
異常處理模塊2還包括視頻采集模塊22，視頻采集模塊22用于采集異常情況下的視頻信號，視頻采集模塊22為高清攝像頭進行視頻信號的采集；
通訊模塊25還用于在異常情況下發(fā)送遠程視頻請求信號及視頻信號；
第一通訊終端26還用于接收通訊模塊25發(fā)送的遠程視頻請求信號及視頻信號；
中央處理器21還用于在接收到人體跌倒信號和/或心率異常信號后，控制視頻采集模塊22工作，并接收視頻信號，經處理后通過通訊模塊25發(fā)送至第一通訊終端26。其中，通訊模塊25和第一通訊終端26通過騰訊公司的qq或微信實現(xiàn)視頻通話。
異常處理模塊2還包括語音采集模塊23，語音采集模塊23用于檢測人體發(fā)出的語音信號并發(fā)送給中央處理器21，中央處理器21對語音信號進行處理后，判斷語音信號是否為預設求救信號：當識別結果為求救信號，則中央處理器21控制視頻采集模塊22工作同時控制第一通信終端自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系。其中語音采集模塊23包括話筒和科大訊飛公司的語音識別模塊，達到語音識別效果。
異常處理模塊2還包括語音提示模塊29，語音提示模塊29用于發(fā)出語音提示信號，語音提示模塊29為揚聲器及搭載型號為e702t的音頻輸出模塊，達到輸出語音提示信號的效果。
異常處理模塊2包括還包括第二通訊終端27和第三通訊終端28；
第二通訊終端27用于在通訊模塊25不能與第一通訊終端26聯(lián)系時接收通訊模塊25發(fā)送的異常情況信號及遠程視頻請求；
第三通訊終端28用于在通訊模塊25不能與第二通訊終端27聯(lián)系時接收通訊模塊25發(fā)送的異常情況信號及遠程視頻請求。
其中第二通訊終端27與第三通訊終端28均為搭載了攝像頭的智能手機，并可通過騰訊公司的qq或微信與通訊模塊25實現(xiàn)視頻通話。
異常處理模塊2還包括觸摸屏24，觸摸屏24用于接收輸入的指令?？紤]到老人的特點，觸摸屏24采用nova屏幕，增加操控感及提高了屏幕亮度以及對比度，便于老人書寫及查看。
異常處理模塊2還包括存儲模塊，存儲模塊中存儲有心理健康題，心理健康題可在觸摸屏24上顯示，通過老人的點選進行心理測試。
具體過程，加速度傳感器11及陀螺儀12實時采集使用者老人的實際動作并發(fā)送給處理器14，處理器14接收到加速度信號及角度信號后與處理器14中預設的加速度閾值和角度閾值進行對比：
當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號也大于預設角度閾值，則判斷人體跌倒，人體跌倒信號通過發(fā)送模塊15發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊2；
當加速度信號大于預設加速度閾值時，角度信號小于等于預設角度閾值，此種情況可能是人體在行走，則判斷人體未跌倒；
當加速度信號小于等于預設加速度閾值時，角度信號大于等于預設角度閾值，此種情況可能是人體在彎腰拾東西，則判斷人體未跌倒；
當加速度信號小于等于預設加速度閾值時，角度信號小于等于預設角度閾值，此種情況標明人體未移動，可能在休息或者坐著閱讀，則判斷人體未跌倒。
心率傳感13器用于檢測人體的實時心率信號并發(fā)送給處理器14，處理器14接收到心率信號后與處理器14中預設的正常心率閾值進行對比判斷：
當檢測心率大于預設正常心率閾值時，表明心率過快，判斷為心率異常；人體心率異常信號通過發(fā)送模塊15發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊2；
當檢測心率等于預設正常心率閾值時，判斷為心率正常；
當檢測心率小于預設正常心率閾值時，表明心率過慢，判斷為心率異常；人體心率異常信號通過發(fā)送模塊15發(fā)送至設有機器人上的異常處理模塊2；
設于機器人上的異常處理模塊2中的接收模塊20接收到人體異常信號后發(fā)送給中央處理器21，中央處理器21接收到人體異常信號后，控制視頻采集模塊22工作同時控制第一通信終端自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系，通訊終端通過視頻再次確認老人的身體狀況，可以及時處理老人的突發(fā)情況，及時就醫(yī)，也避免了系統(tǒng)誤判。
當不能與通訊終端及時取得聯(lián)系的情況下，中央處理器21控制第一通信終端自動撥打視頻電話與第二通訊終端27聯(lián)系，如與第二通訊終端27也不能及時取得聯(lián)系的情況下，撥打第三通信終端，有效避免了因不能聯(lián)系到通訊終端而延誤老人病情的情況。
而且本實施例還可通過語音采集模塊23用于檢測人體發(fā)出的語音信號，通過中央處理器21判斷語音信號是否為預設求救信號，如識別到“救命”、“我不舒服”、“尖叫聲”時，央處理器14控制視頻采集模塊22工作同時控制第一通信終端自動撥打視頻電話與通訊終端聯(lián)系，使監(jiān)護人員可以及時了解老人的身體狀況，增強了機器人接收突發(fā)應急情況的適應性。
對于一些特殊情況，如當系統(tǒng)檢測不到老人移動和轉動信號時，中央處理器21控制語音提示模塊29發(fā)出問詢語音，如“你在干嘛”、“你還好嗎”等，以確認老人當前的狀態(tài)，避免當老人在蹲下拾東西時，系統(tǒng)誤判為跌倒信號，提高了系統(tǒng)檢測的準確性。
由于一些老人存在存在交流障礙或者一些特殊情況的老人無法與機器人交流時，可采用觸摸屏24書寫的方式與系統(tǒng)進行交流，而異常處理模塊2中的存儲器中存儲有心理健康測試題，心理健康測試題可在觸摸屏24上顯示，通過老人的點選進行心理測試，使監(jiān)護人員及時了解及關注老人心理變化，對心理變化比較大的老人及時進行心理疏導。
由于本方案采用穿戴式檢測方法，對人體跌倒進行檢測同時也對人體心臟異常情況進行了檢測，增加了監(jiān)控參數，對老年人的看護增加了一份保障。
通過系統(tǒng)自動撥打與通訊終端的視頻通話，可全面有效的判斷及處理老年人的突發(fā)狀況，使老人可以得到及時的救治，且通過通訊終端再次確認老人的身體狀況，提高了檢測成功率。
以上所述的僅是本發(fā)明的實施例，方案中公知的具體結構及特性等常識在此未作過多描述，所屬領域普通技術人員知曉申請日或者優(yōu)先權日之前發(fā)明所屬技術領域所有的普通技術知識，能夠獲知該領域中所有的現(xiàn)有技術，并且具有應用該日期之前常規(guī)實驗手段的能力，所屬領域普通技術人員可以在本申請給出的啟示下，結合自身能力完善并實施本方案，一些典型的公知結構或者公知方法不應當成為所屬領域普通技術人員實施本申請的障礙。應當指出，對于本領域的技術人員來說，在不脫離本發(fā)明結構的前提下，還可以作出若干變形和改進，這些也應該視為本發(fā)明的保護范圍，這些都不會影響本發(fā)明實施的效果和專利的實用性。本申請要求的保護范圍應當以其權利要求的內容為準，說明書中的具體實施方式等記載可以用于解釋權利要求的內容。