本發(fā)明涉及一種醫(yī)療器械技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

目前，隨著我國城市化發(fā)展與老齡人口增多，與許多家庭面臨生活節(jié)奏加快無暇照顧家中多位老人的局面，越來越多的老年人選擇獨立居住，或入住養(yǎng)老院。子女如何很好的了解父母當(dāng)前的健康狀態(tài)，養(yǎng)老機構(gòu)看護人手配比緊缺，如何及時全面了解每一位被看護人員的身體狀況，均稱為當(dāng)下較為集中需要解決的問題。而老人由于獨自居住，有可能會出現(xiàn)孤獨、壓抑之感，情感日漸脆弱，因此對老人的陪護，除了身體健康方面的需求，心理陪伴方面也需要引起重視。針對這些問題，目前市面已出現(xiàn)了一些用于遠程監(jiān)護的醫(yī)療器械和醫(yī)療設(shè)備。

目前，市面上已有的可采集個人醫(yī)療數(shù)據(jù)的智能硬件設(shè)備，如電子血壓計、血氧儀等只能實現(xiàn)某一特定的檢測功能，且對醫(yī)療數(shù)據(jù)的記錄功能有限。而實時根據(jù)被監(jiān)護人員的身體、情緒狀態(tài)進行預(yù)警或相應(yīng)進行情緒疏導(dǎo)的綜合智能陪伴設(shè)備目前仍較缺乏。

但是，現(xiàn)有的方案存在以下缺陷：

其并不能實時根據(jù)被監(jiān)護人員的身體、情緒狀態(tài)進行預(yù)警或相應(yīng)進行情緒疏導(dǎo)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明的目的之一在于一種突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)，其能解決對老人進行實時監(jiān)護的問題。

本發(fā)明的目的之二在于提供了一種突發(fā)疾病監(jiān)護方法，其能解決對老人進行實時監(jiān)護的問題。

本發(fā)明的目的之一采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)，包括機器人本體、攝像頭、無線通信模塊和信息處理控制器；所述攝像頭設(shè)置于機器人本體上，所述攝像頭、無線通信模塊均與信息處理控制器電性連接，所述攝像頭用于獲取被監(jiān)護人的面部視頻圖像，所述信息處理控制器用于對獲取到被監(jiān)護人的面部視頻圖像進行處理以得狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳輸至一智能終端。

進一步地，所述機器人本體包括依次安裝的機器人頭部、機器人機身和行走機構(gòu)；所述行走機構(gòu)設(shè)置在機器人本體的底部用于使得機器人進行移動，所述攝像頭設(shè)置在機器人頭部。

進一步地，所述行走機構(gòu)包括底盤、緩沖裝置和行走輪，所述緩沖裝置為一橡膠圈，其設(shè)置于底盤的四周，所述行走輪的數(shù)量有三個，且均設(shè)置在底盤底部，所述行走輪通過一電機帶動從而實現(xiàn)機器人本體的運動。

進一步地，還包括機器人避障模塊，所述機器人避障模塊與信息處理控制器電性連接，所述機器人避障模塊用于躲避行進過程中出現(xiàn)的障礙物。

進一步地，還包括人機交互模塊，所述人機交互模塊與信息處理控制器電性連接，所述人機交互模塊為觸摸顯示屏。

進一步地，還包括聲音識別模塊和音視頻錄取播放模塊；所述聲音識別模塊和音視頻錄取播放模塊均與信息處理控制器電性連接。

進一步地，還包括血壓測量模塊和心率監(jiān)測模塊，所述血壓測量模塊和心率檢測模塊均與信息處理控制器電性連接。

本發(fā)明的目的之二采用如下技術(shù)方案實現(xiàn)：

一種突發(fā)疾病監(jiān)護方法，包括以下步驟：

模型建立步驟：建立人的面部識別模型庫；

信息獲取步驟：獲取被監(jiān)護人的面部識別信息，所述面部識別信息包括人面部的當(dāng)前特征向量；

信息處理步驟：根據(jù)面部識別信息得到被監(jiān)護人的狀態(tài)數(shù)據(jù)；

發(fā)送報警步驟：當(dāng)狀態(tài)數(shù)據(jù)達到觸發(fā)報警機制時，將狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到一智能終端。

進一步地，所述模型建立步驟具體包括以下子步驟：

模型獲取步驟：獲取人的情緒變化時的模型識別信息，所述模型識別信息包括模型特征向量，所述模型特征向量為模型特征點的位移變化；

區(qū)間定義步驟：將狀態(tài)區(qū)間定義為高興、平靜、不適和痛苦四個區(qū)間，并在不同狀態(tài)區(qū)間存儲相對應(yīng)的模型特征向量集以形成人的面部識別模型庫。

進一步地，所述信息處理步驟具體包括以下子步驟：

結(jié)果獲取步驟：將獲取到的當(dāng)前特征向量與面部識別模型庫中的模型特征向量集進行比對以得比對結(jié)果；

狀態(tài)獲取步驟：根據(jù)比對結(jié)果判斷所屬狀態(tài)區(qū)間以得到被監(jiān)護人的狀態(tài)數(shù)據(jù)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：

本發(fā)明的突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)及方法通過對監(jiān)護對象進行視頻實時跟蹤采集，通過人臉識別技術(shù)對監(jiān)護對象面部情緒進行實時分析檢測以實現(xiàn)突發(fā)疾病事件的報警，并且通過語音交互及多媒體功能實現(xiàn)對老人的陪伴，可以作為子女陪護老人的輔助工具及輔助養(yǎng)老機構(gòu)實現(xiàn)對老人的實時監(jiān)護，解決養(yǎng)老機構(gòu)人手緊缺問題。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)的電路結(jié)構(gòu)框圖；

圖2為本發(fā)明的突發(fā)疾病監(jiān)護方法的流程圖。

具體實施方式

下面，結(jié)合附圖以及具體實施方式，對本發(fā)明做進一步描述，需要說明的是，在不相沖突的前提下，以下描述的各實施例之間或各技術(shù)特征之間可以任意組合形成新的實施例。

如圖1所示，本發(fā)明提供了一種突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)，包括機器人本體、攝像頭、無線通信模塊、機器人避障模塊、人機交互模塊、聲音識別模塊、音視頻錄取播放模塊、血壓測量模塊、心率監(jiān)測模塊和信息處理控制器；所述攝像頭設(shè)置于機器人本體上，所述攝像頭、無線通信模塊、機器人避障模塊、人機交互模塊、聲音識別模塊、音視頻錄取播放模塊、血壓測量模塊、心率監(jiān)測模塊均與信息處理控制器電性連接；所述人機交互模塊為觸摸顯示屏；

所述機器人本體包括依次安裝的機器人頭部、機器人機身和行走機構(gòu)；所述行走機構(gòu)設(shè)置在機器人本體的底部用于使得機器人進行移動，所述攝像頭設(shè)置在機器人頭部。機器人頭部的形狀為圓形，通過支撐部設(shè)置在機器人主體的上部，并通過內(nèi)部設(shè)置的電機實現(xiàn)機器人頭部的轉(zhuǎn)動。所述攝像頭為高清攝像頭，與信息處理控制器連接，接收信息處理控制器的控制信號，通過攝像裝置實現(xiàn)對監(jiān)護區(qū)域、被監(jiān)護者，以及指定場景進行實時拍照、錄像，實現(xiàn)監(jiān)護、獲取視頻圖像的目的。

所述行走機構(gòu)設(shè)置在機器人本體的底部；所述行走機構(gòu)包括底盤、緩沖裝置和行走輪，所述緩沖裝置為一橡膠圈，其設(shè)置于底盤的四周，所述行走輪的數(shù)量有三個，且均設(shè)置在底盤底部，其中兩個行走輪對稱設(shè)置在底盤的前部，第三個行走輪設(shè)置在移動底盤的后部，所述行走輪通過一電機帶動從而實現(xiàn)機器人本體的運動。緩沖裝置設(shè)置在機器人主體底部與底盤上表面之間，緩沖裝置可提高監(jiān)控機器人的在行走過程中的減震緩沖效果，行走更加安全平穩(wěn)。機器人主體下部設(shè)置了具有緩沖功能的橡膠圈，用于防止監(jiān)護機器人在行走過程中被外物觸碰到時，造成損傷，提高安全性能。所述機器人避障模塊用于躲避行進過程中出現(xiàn)的障礙物。機器人避障控制模塊，用于機器人在執(zhí)行行走命令時躲避障礙，順利到達指定位置或?qū)Ρ槐O(jiān)護人跟隨監(jiān)護；

所述攝像頭用于獲取被監(jiān)護人的面部視頻圖像，所述信息處理控制器用于對獲取到被監(jiān)護人的面部視頻圖像進行處理以得狀態(tài)數(shù)據(jù)，并將狀態(tài)數(shù)據(jù)通過無線通信模塊傳輸至一智能終端。機器人機身前端外嵌有顯示屏，顯示屏與信息處理控制器連接，通過顯示屏設(shè)置機器人各項功能。顯示屏通過接收信息處理控制器集成的音頻視頻錄取及播放模塊的控制信號，實現(xiàn)播放音樂戲曲或者家人及孩子的視頻圖像，本發(fā)明應(yīng)用了觸摸液晶顯示屏。

本發(fā)明的監(jiān)護系統(tǒng)集成有以下功能模塊：

聲音識別模塊，其用于接收被監(jiān)護人的聲音指令，通過語音識別技術(shù)識別相應(yīng)指令，實現(xiàn)人機對話；聲音獲取使用麥克，采集外部聲音；聲音播放使用揚聲器，揚聲器設(shè)置在機器人機身左右兩側(cè)，用于播放聲音，與被監(jiān)護人進行語音交流，播放音、視頻。語音交流通過預(yù)設(shè)的內(nèi)容和被監(jiān)護者的語音指令對應(yīng)進行內(nèi)容答復(fù)或播放，同時根據(jù)突發(fā)疾病監(jiān)護系統(tǒng)的情緒狀態(tài)識別結(jié)果，對應(yīng)可為被監(jiān)護者播放預(yù)設(shè)內(nèi)容。該對應(yīng)內(nèi)容根據(jù)被監(jiān)護者的每次喜好可自動進行學(xué)習(xí)調(diào)整。如當(dāng)被監(jiān)護者情緒狀態(tài)識別結(jié)果為平靜時，預(yù)設(shè)播放了家人視頻或歡快的音樂，被監(jiān)護者狀態(tài)識別結(jié)果多次均轉(zhuǎn)換為開心高興，則該情緒下播放此類內(nèi)容的幾率提高。音視頻錄取播放模塊，其用于錄制音樂戲曲或者家人及孩子的視頻文件并通過顯示屏、揚聲器播放；

還可以包括有收音機模塊，其用于接收am和fm收音機信號，并通過揚聲器播放；心率監(jiān)測模塊，機身外部設(shè)置有血氧儀，用于測量脈率、血氧飽和度、灌注指數(shù)(pi)；該模塊也可以通過設(shè)置網(wǎng)絡(luò)連接被監(jiān)護者佩戴的穿戴設(shè)備如智能手環(huán)獲取脈搏監(jiān)測數(shù)據(jù)。通過觸摸顯示屏和按鍵可以和機器人交互，例如設(shè)定緊急救助電話號碼、吃藥提醒鬧鐘等功能。機器人連入無線網(wǎng)進行數(shù)據(jù)傳輸，數(shù)據(jù)可以發(fā)送到安裝了指定app的移動終端設(shè)備，或者連接入醫(yī)療養(yǎng)老機構(gòu)的終端服務(wù)器。同時配置有g(shù)prs通信功能，可以在特定情況下通過移動通信網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)撥打電話或者發(fā)送短信。

如圖2所示，本發(fā)明提供了一種突發(fā)疾病監(jiān)護方法，包括以下步驟：

s1：建立人的面部識別模型庫；對大量人臉面部表情視頻進行學(xué)習(xí)訓(xùn)練，抽取面部視頻圖像關(guān)鍵幀、構(gòu)建面部關(guān)鍵點，對關(guān)鍵點進行特征提取，對應(yīng)將面部情緒多個狀態(tài)等級區(qū)間存儲，通過反復(fù)訓(xùn)練校正識別結(jié)果數(shù)據(jù)，從而建立狀態(tài)識別的等級訓(xùn)練集模版庫，作為識別模型。所述步驟s1具體包括以下子步驟：

s11：獲取人的情緒變化時的模型識別信息，所述模型識別信息包括模型特征向量，所述模型特征向量為模型特征點的位移變化；人的面部結(jié)構(gòu)及五官形態(tài)組合在高興、平靜、不同程度痛苦造成的情緒波動變化時具有顯著特征。通過學(xué)習(xí)和不斷校正，根據(jù)面部的眉毛、眼睛、眼角、鼻子、鼻孔、嘴唇、顴骨等面部五官及各個組成部分的結(jié)構(gòu)、輪廓組合特點，查找出能夠體現(xiàn)人的臉部表情變化、且在各種光線投射外部環(huán)境影響下、人臉各角度偏移時、穩(wěn)定的面部72個關(guān)鍵點，基于面部72個關(guān)鍵點建立識別模型。通過機器學(xué)習(xí)訓(xùn)練、分析大量看護過程中監(jiān)護對象的面部視頻，統(tǒng)計72個關(guān)鍵點在不同面部情緒狀態(tài)時的點的坐標(biāo)變化數(shù)據(jù)，計算出它們在不同狀態(tài)下的坐標(biāo)偏移向量，形成描述面部情緒狀態(tài)變化的特征向量。

s12：將狀態(tài)區(qū)間定義為高興、平靜、不適和痛苦四個區(qū)間，并在不同狀態(tài)區(qū)間存儲相對應(yīng)的模型特征向量集以形成人的面部識別模型庫。將狀態(tài)等級定義為高興、平靜、不適、痛苦4個區(qū)間，用總體百分百的比例來對應(yīng)各狀態(tài)區(qū)間建立識別模型。數(shù)值越低表示需要報警關(guān)注的程度越低，被監(jiān)護者的情緒狀態(tài)越好；數(shù)值越高表示需要報警關(guān)注的程度越高，被監(jiān)護者的情緒狀態(tài)越痛苦，即0-25為高興，狀態(tài)較好；25-50為平靜，狀態(tài)普通；50-75為不適，狀態(tài)需留意；75-100痛苦，狀態(tài)需高度關(guān)注或需出發(fā)報警；趨近于0則為非常高興狀態(tài)特別好；非常痛苦，面部表情扭曲趨近于100，此時達到觸發(fā)報警機制狀態(tài)(通知監(jiān)護中心或家人)。將面部情緒變化時各個時間點面部72個關(guān)鍵點的坐標(biāo)偏移向量對應(yīng)高興、平靜、不適、痛苦各個區(qū)間的模版庫存儲，形成高興、平靜、不適、痛苦狀態(tài)的特征向量集；反復(fù)訓(xùn)練驗證識別結(jié)果，從而建立狀態(tài)識別模型。

s2：獲取被監(jiān)護人的面部識別信息，所述面部識別信息包括人面部的當(dāng)前特征向量；根據(jù)面部特征(面部識別信息)構(gòu)建被監(jiān)護人的面部情緒識別的72個關(guān)鍵點。

s3：根據(jù)面部識別信息得到被監(jiān)護人的狀態(tài)數(shù)據(jù)；所述步驟s3具體包括以下子步驟：

s31：將獲取到的當(dāng)前特征向量與面部識別模型庫中的模型特征向量集進行比對以得比對結(jié)果；

s32：根據(jù)比對結(jié)果判斷所屬狀態(tài)區(qū)間以得到被監(jiān)護人的狀態(tài)數(shù)據(jù)。以開始監(jiān)護識別初期的狀態(tài)識別結(jié)果作為識別判斷初始數(shù)據(jù)依據(jù)，基于初始數(shù)據(jù)計算被監(jiān)護人在整個監(jiān)護過程中的面部狀態(tài)變化數(shù)據(jù)，判斷被監(jiān)護人面部狀態(tài)實時變化結(jié)果數(shù)據(jù)。

s4：當(dāng)狀態(tài)數(shù)據(jù)達到觸發(fā)報警機制時，將狀態(tài)數(shù)據(jù)發(fā)送到一智能終端。

本發(fā)明的工作原理：

在對老人的監(jiān)護過程中，監(jiān)護機器人可以通過語音識別模塊識別老人發(fā)出的語言指令，對應(yīng)完成指定動作，如，播放音樂，播放指定視頻，開啟收音機，錄制視頻，講笑話等。并且能夠根據(jù)語音在一定知識范圍內(nèi)與老人對話。如對老人的語音進行識別，分詞后提取關(guān)鍵名詞進行關(guān)鍵詞搜索，將系統(tǒng)中預(yù)置的相關(guān)內(nèi)容通過揚聲器播放達到與老人互動交流的目的。老人也可使用語音發(fā)出指定，用監(jiān)護機器人已設(shè)置的電話號碼進行撥打電話操作。

監(jiān)護機器人根據(jù)預(yù)設(shè)置的時間，提醒老人吃藥，或為老人進行血壓、脈搏測量。并將每日定時測量數(shù)據(jù)存儲后上報到監(jiān)護中心，或在老人家人所安裝的監(jiān)護app中進行推送。各監(jiān)護數(shù)據(jù)均預(yù)置了正常范圍，當(dāng)上述監(jiān)護測量數(shù)據(jù)顯示為超出正常范圍時，監(jiān)護機器人在提醒老人的同時會將結(jié)果對監(jiān)護中心或老人家人進行報警提醒。

監(jiān)護機器人在監(jiān)護過程中，根據(jù)老人的位置進行定位、路線規(guī)劃，或根據(jù)老人指令到達指定位置，移動過程中，通過避障控制模塊判斷行駛路線上的障礙物，繞過障礙規(guī)劃路線，跟隨老人或到達指定位置，從而進行實時監(jiān)護。

在監(jiān)護過程中，監(jiān)護機器人通過頭部攝像頭實時獲取老人面部表情視頻圖像，識別模塊接收到老人的面部視頻圖像后，根據(jù)面部特征構(gòu)建老人的面部72個關(guān)鍵點。持續(xù)計算監(jiān)護過程中老人面部72個關(guān)鍵點的坐標(biāo)偏移向量數(shù)據(jù)，比對識別模型，得到老人在整個監(jiān)護過程的面部表情狀態(tài)變化數(shù)據(jù)。

將整個監(jiān)護過程開始10分鐘的識別結(jié)果數(shù)據(jù)作為判斷老人狀態(tài)的初始參考基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，進行后續(xù)監(jiān)護過程的狀態(tài)識別，得到監(jiān)護過程的實時狀態(tài)變化數(shù)據(jù)。即監(jiān)護開始時，老人面部情緒本身為比較輕松緊張，在之后監(jiān)護過程中，面部情緒狀態(tài)變化轉(zhuǎn)為相對平靜，甚至趨于愉悅，識別結(jié)果則會判斷老人此時較為高興，狀態(tài)較好。如果此過程老人正在欣賞音樂，監(jiān)護機器人則會增加此類音樂老人的喜愛度。如果監(jiān)護機器人判斷結(jié)果為老人表情痛苦，狀態(tài)為不適，則會調(diào)取老人此時的脈搏和血壓監(jiān)護數(shù)據(jù)，如果均為異常，則報警模塊進行報警處理，通知監(jiān)護中心或老人親人，根據(jù)預(yù)設(shè)置的處理機制，還可以自動撥打指定電話。

本發(fā)明的監(jiān)護系統(tǒng)對監(jiān)護對象進行視頻實時跟蹤采集，通過人臉識別技術(shù)對監(jiān)護對象面部情緒進行實時分析檢測，結(jié)合外接監(jiān)護設(shè)備數(shù)據(jù)實現(xiàn)突發(fā)疾病事件的實時報警或通知親人，通過語音交互及多媒體功能實現(xiàn)對老人的陪伴，可以作為子女陪護老人的輔助工具及輔助養(yǎng)老機構(gòu)實現(xiàn)對老人的實時監(jiān)護，解決養(yǎng)老機構(gòu)人手緊缺問題。

上述實施方式僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，不能以此來限定本發(fā)明保護的范圍，本領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明的基礎(chǔ)上所做的任何非實質(zhì)性的變化及替換均屬于本發(fā)明所要求保護的范圍。