一种球场内基于超声波检测人跌倒的方法以及相关设备与流程

本发明涉及超声波检测领域，具体涉及一种球场内基于超声波检测人跌倒的方法以及相关设备。

背景技术：

1、随着大众体育运动的普及，匹克球等新型场地球类运动快速推广，运动人群基数持续扩大。球类运动过程中运动员跑动、急停、急转、俯身救球、鱼跃扑球、挥拍发力动作频繁，人体重心变化剧烈，极易发生滑倒、绊倒、失衡跌倒等安全事故。若跌倒事件无法被及时识别与预警，易造成运动员二次损伤、延误救助时机，存在较大的运动安全隐患。

2、视觉跌倒检测方案是目前应用最为广泛的非接触式跌倒检测手段，其主要通过摄像头采集场景图像，结合图像识别、人体姿态骨架提取算法判断人体是否发生跌倒。但该方案应用于球场运动场景时存在固有缺陷：视觉检测受光照条件影响极大。球场存在强光照射、背光、阴影、夜间灯光变化、反光等复杂光照干扰，容易导致图像过曝、对比度失衡、特征缺失，无法稳定识别人体姿态与高度变化，全天候适应性差。

3、因此，如何提供一种球场内更有效的跌倒检测方案成为了亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本申请提供了一种球场内基于超声波检测人跌倒的方法，技术方案如下：

2、第一方面，本申请实施例提供了一种球场内基于超声波检测人跌倒的方法，所述方法包括：控制球场内的多个超声波检测装置对用户发射多道超声波；所述用户佩戴的可穿戴装置内的超声波接收装置接收到超声波后，对每个所述超声波检测装置分别返回应答信息；基于所有所述应答信息，确定所述用户是否跌倒；在确定所述用户跌倒后，执行预设的救援操作。

3、可选地，基于所有所述应答信息，确定所述用户是否跌倒，包括：获取每个超声波检测装置发射超声波的发射时间以及接收到所述应答信息的应答时间；基于每个超声波检测装置的所述发射时间和所述应答时间，确定所述用户距每个超声波检测装置的距离；根据所述用户距每个超声波检测装置的距离建立每个所述超声波检测装置的坐标解算方程，得到多个坐标解算方程；根据所述多个坐标解算方程解算用户的三维坐标，并根据所述三维坐标确定用户的离地高度；根据所述离地高度确定用户是否跌倒。

4、可选地，所述可穿戴装置佩戴于用户的手腕，所述根据所述多个坐标解算方程解算用户的三维坐标，并根据所述三维坐标确定用户的离地高度，包括：根据所述坐标解算方程解算用户佩戴的可穿戴装置的三维坐标，将所述三维坐标中的z轴高度作为用户的离地高度；所述根据所述离地高度确定用户是否跌倒，包括：获取用户佩戴的可穿戴装置内的加速度传感器的比力模值；建立宽度为第一预设时长，步长为所述超声波接收装置的测量周期的滑动窗口；所述滑动窗口的滑动过程中，若检测到所述离地高度的向下变化速度大于预设变化速度阈值，且所述比力模值至少在部分时刻中小于预设失重阈值，则锁定所述滑动窗口的状态，并在预设的时间容差范围内衔接建立与所述滑动窗口紧邻的宽度为第二预设时长的第一检测窗口；在所述第一检测窗口中，若检测到至少在部分时刻中所述比力模值大于重力加速度的n倍，且所述离地高度小于或等于预设跌倒高度阈值，则在预设的时间容差范围内衔接建立与所述第一检测窗口紧邻的宽度为第三预设时长的第二检测窗口；其中，n为大于1的正整数；在所述第二检测窗口中，持续获取用户的所述三维坐标，根据所述三维坐标确定用户的运动速度，若所述用户的运动速度满足预设条件，则确定用户发生跌倒。

5、可选地，所述滑动窗口的宽度范围为[0.3s，0.4s]；所述第一检测窗口的宽度范围为[0.25s,0.45s]；所述第二检测窗口的宽度范围为[1s,2s];所述预设失重阈值的范围为（0.2g,0.7g]；所述n的取值范围为[3.5,7]。

6、可选地，所述控制球场内的多个超声波检测装置对用户发射多道超声波，包括：为每个所述超声波检测装置分配唯一的专属编码，通过脉冲调制方式将所述专属编码嵌入对应的所述超声波检测装置发射的超声波中；将一个超声波探测周期划分为p个发射时间片和至少一个应答时间片，每个发射时间片中仅有一个所述超声波检测装置发射超声波，且每个所述发射时间片对应的所述超声波检测装置互不相同；每个所述发射时间片中，所述可穿戴装置持续获取所述超声波检测装置发射的超声波，并记录所有超声波的到达时刻；抓取最早到达的所述超声波作为有效超声波，并记录所述有效超声波的到达时间；解析所述有效超声波中的所述超声波检测装置的专属编码，记录所述到达时间与所述专属编码的对应关系；所述用户佩戴的可穿戴装置内的超声波接收装置接收到超声波后，对每个所述超声波检测装置分别返回应答信息，包括：在所述应答时间片中，所述可穿戴装置依次向每个所述专属编码对应的所述超声波检测装置返回包含所述到达时间的应答信息。

7、可选地，所述抓取最早到达的所述超声波作为有效超声波，并记录所述有效超声波的到达时间，包括：抓取当前时间片内的第m个接收到的所述超声波；其中，m的初始值为1；对所述超声波进行编码识别，确定当前编码；将所述当前编码与所有所述超声波检测装置对应的编码集合进行编码匹配，在所述编码集合中确定所述当前编码最匹配的专属编码；获取所述当前时间片的次序，根据所述次序确定当前时间片对应的超声波检测装置；判断所述当前编码最匹配的专属编码与当前时间片对应的超声波检测装置是否匹配；若匹配则将第m个接收到的所述超声波作为有效超声波；若不匹配则使m=m+1，并返回执行抓取当前时间片内的第m个接收到的所述超声波的步骤。

8、可选地，所述预设的救援操作包括以下至少一种：向球场管理终端发送跌倒报警信息、用户位置信息及跌倒发生时间；和/或，启动现场声光提示；和/或，向预设联系人或救援机构发送报警通知。

9、第二方面，本申请提供一种电子设备，所述电子设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如第一方面的球场内基于超声波检测人跌倒的方法。

10、第三方面，本申请提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行实现如第一方面的球场内基于超声波检测人跌倒的方法。

11、第四方面，本申请提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如第一方面的球场内基于超声波检测人跌倒的方法。

12、本申请中的其中一个实施例的有益效果为：通过球场内的超声波检测装置和用户佩戴的可穿戴装置，组成超声波检测系统，通过超声波来检测球场内的用户是否发生跌倒，相比视觉方案，不受光照条件影响，跌倒识别准确度高。

1.一种球场内基于超声波检测人跌倒的方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所有所述应答信息，确定所述用户是否跌倒，包括：

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述可穿戴装置佩戴于用户的手腕，所述根据所述多个坐标解算方程解算用户的三维坐标，并根据所述三维坐标确定用户的离地高度，包括：

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述滑动窗口的宽度范围为[0.3s，0.4s]；所述第一检测窗口的宽度范围为[0.25s,0.45s]；所述第二检测窗口的宽度范围为[1s,2s];所述预设失重阈值的范围为（0.2g,0.7g]；所述n的取值范围为[3.5,7]。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制球场内的多个超声波检测装置对用户发射多道超声波，包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述抓取最早到达的所述超声波作为有效超声波，并记录所述有效超声波的到达时间，包括：

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预设的救援操作包括以下至少一种：

8.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：

9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质存储有可执行程序，所述可执行程序被处理器执行实现如权利要求1至7任一项所述的球场内基于超声波检测人跌倒的方法。

10.一种计算机程序产品，其特征在于，所述计算机程序产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的球场内基于超声波检测人跌倒的方法。