專利名稱：基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及采用運動傳感器獲取生物體自身運動參數(shù)和采用生物傳感器獲取生物 體的生物特征信息來分析生物體突發(fā)疾病的誘因或征兆，為科學分析突發(fā)疾病的發(fā)病機 理提供手段，特別是涉及采用加速度傳感器、方位傳感器計算運動軌跡并采用多個位置 參考點修正運動軌跡獲得自身運動軌跡的方法，并結合生物特征信息實現(xiàn)的疾病信息分 析的系統(tǒng)。
背景技術：
突發(fā)疾病的突然性、異常性、不可重復性造成對于突發(fā)疾病的發(fā)生十分難以預測， 而且突發(fā)疾病的發(fā)病機理通過現(xiàn)有的技術手段也難以得到科學的數(shù)據資料。而在運動后 或在戶外走動等情況下突發(fā)疾病幾率更大，也更難把握發(fā)病前后是否出現(xiàn)相關征兆，或 者突發(fā)疾病與運動是否相關？或者突發(fā)疾病與經過的路途中某個環(huán)境有關？這些問題 的存在往往使醫(yī)生難以準確判定病情和進行疾病的救治。這涉及生物體自身運動軌跡的 跟蹤、運動參數(shù)的跟蹤技術問題，也涉及將運動信息與生物特征信息進行關聯(lián)分析的技 術問題。從古至今，人們都在探尋如何定位自身所在位置和方位，以免迷失方向而無法到 達目的地。早期指南針的出現(xiàn)，為人們確定方位提供了一種方便的解決方法，但由于其 職能提供大致方位信息，方位精度不高，也無法知道所處位置的信息。羅盤的出現(xiàn)提高 了方位信息的精度，但仍然無法知道所處位置的信息。星象儀的出現(xiàn)并結合羅盤，能夠 物體的大致位置信息和方位信息，在航海中成為主要的導航設備。衛(wèi)星技術的發(fā)展，建立全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，為需要定位和導航的設備提供位置信 息和方位信息，以地球的經度信息和緯度信息來確定位置，并結合電子地圖可以確定設 備的位置信息，位置精度也達到米的數(shù)量級，成為現(xiàn)代主要定位工具和導航工具，但衛(wèi) 星導航系統(tǒng)需要高昂的衛(wèi)星系統(tǒng)作支撐，同時在山谷、丘壑、洞穴等環(huán)境中，由于物體 的遮擋無法感知衛(wèi)星信息導致無法定位的情形。隨著移動通訊網絡的發(fā)展，人們也研究了采用移動通訊網絡的固定基站的信息、 并借助三角定位的算法確定物體的位置信息和運動軌跡。但是移動通訊網絡的基站在寬 廣區(qū)域分布密度太低導致分辨率很低。而且移動基站的覆蓋存在很多盲點，因此出現(xiàn)無法定位和確定運動軌跡的情形。 發(fā)明內容本發(fā)明所要解決的技術問題是如何有效地分析生物體突發(fā)疾病的機理，提出一種 測量生物體的位置、運動軌跡、運動參數(shù)的方法和設備并結合生物體的生物特征來分析 突發(fā)疾病的發(fā)生機理，并提出獲得運動物體在任何時刻的位置和方位以及在一定時間內 的運動軌跡，不僅對于野外旅游獲作業(yè)的人員避免迷失道路和方向十分重要；對于生物 體突發(fā)疾病前后是否出現(xiàn)發(fā)病征兆以及發(fā)病機理的完全了解十分重要。本發(fā)明通過運動 物體自帶方位傳感器、加速度傳感器并結合參考位置的位置信息來計算運動物體在任何 時刻的方位和位置以及運動過程的運動軌跡，以解決或部分解決現(xiàn)有位置定位技術或運 動軌跡跟蹤技術的不足。同時將運動特征信息與生物特征信息相結合用于分析突發(fā)疾病 的發(fā)病機理。術語說明本文中所指的物體的位置是指在地球上物體或者地球上空物體相對于 地球上某個參考點參考面的物理坐標，如經度和緯度，也可用相對于某個參考點的方位 和距離來表示，如北京正東方向距離北京IOO公里處。還可以增加上海拔高度的數(shù)據來 指示物體的位置。術語說明本發(fā)明所指的物體的方位是指在地球上物體或者地球上空物體相對于 地球上某個參考點參考面的方位坐標，如用相對于地球南北極河赤道的東南西北的方向 指示，如東北45度方向。在本發(fā)明中，物體的方位與物體的位置方向是相同的含義。術語說明本發(fā)明所指運動軌跡，是指物體從一點運動到另一點所經過的每個點 的位置連接形成的路徑信息；或者進一步將物體從一點運動到另一點所經過的每個點的 位置和方位都表示出來形成的路徑信息。這些路徑信息可以進一步被標識一個平面地圖 或電子地圖上來表示或展示物體從一點運動到另一點的運動過程信息。術語說明本發(fā)明所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用于測量物體相對于 地球環(huán)境(包含地球本身及繞地球旋轉運動的空域)的數(shù)據信息，是地球地理學所描述 的概念。術語說明本發(fā)明所指的方位傳感器與方向傳感器是相同的含義。 術語說明本發(fā)明所指參考位置信息處理模塊與位置參考裝置是相同的含義。 術語說明本發(fā)明中"物體"術語與"生物體"術語等同。為解決運動參數(shù)測量問題，提出的技術解決方案在所述物體上安裝方位傳感器、加速度傳感器等，根據傳感器的測量數(shù)據來計算物體的位置和運動軌跡，并引入至少一 個位置參考點來修正因傳感器誤差、計算誤差、地球磁偏角的變化等引起的位置偏差和 運動軌跡偏差，從而可以得到物體的運動參數(shù)運動軌跡、加速度變化、速度變化信息； 為解決生物特征信息的獲取，在物體上安裝體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器等生 物傳感器來獲取生物體的生物特征信息的變化。然后將運動特征信息與生物特征信息進 行結合分析物體運動參數(shù)變化與生物特征信息的變化規(guī)律， 一旦突發(fā)疾病發(fā)作?？梢粤?即獲得發(fā)病前后的運動參數(shù)和生物特征信息的變化規(guī)律，準確了解發(fā)病機理，實現(xiàn)準確 的疾病判斷。進一步描述如下一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析方法，所述方法包含測量運動 參數(shù)如加速度、運動軌跡等的運動傳感器電路和測量人體生物特征如脈搏、心率、血糖 等的生物傳感器，對于人體在發(fā)病前后一段時間的運動特征和生物特征進行記錄，然后 采用綜合分析的方法分析突發(fā)疾病前出現(xiàn)引起疾病的誘因或出現(xiàn)引起疾病的生物特征 的變化征兆，對于準確判疾病提供更加準確的信息，同時也便于醫(yī)務工作者才去更有效 的治療手段。根據運動量、運動軌跡經過某些特定場所，其生物特征信息在運動過程中 的變化，可以判斷運動或特定場所對于疾病發(fā)生的影響。通過建立運動特征、運動軌跡 與生物特征的數(shù)學模型和數(shù)據處理實現(xiàn)更加科學合理的病因分析方法。包含如下步驟步驟l:記錄生物體的運動參數(shù)和生物特征參數(shù)； 步驟2:建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫；步驟3:根據所述生物特征參數(shù)和疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫得到生物特征參數(shù)異 常信息，包括出現(xiàn)異常的時間、頻度、幅度等；步驟4:將生物特征參數(shù)異常信息與生物體的運動參數(shù)關聯(lián)，得到運動參數(shù)的變 化與生物特征參數(shù)異常信息的關系，實現(xiàn)突發(fā)疾病的誘因分析和/或病理分析。其中運動參數(shù)包含物體運動軌跡，而運動軌跡可以進一步跟蹤生物體在突發(fā)疾病 發(fā)生前經過的環(huán)境，使突發(fā)疾病的誘因分析包含生物體本身的運動信息和運動過程中所 在環(huán)境。對于運動參數(shù)的獲得主要是運動軌跡的獲得，因為加速度變化、速度變化信息可 以直接從加速度傳感器的測量值計算得到。對于運動軌跡的獲取方法介紹如下-第一種運動軌跡生成方法解決方案1、 第一種獲取物體自身運動軌跡方法，其特征是包括如下步驟第一步設定至少一個固定物體作為位置參考點，物體運動的起點存在一個位置參 考點，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式將位置參考點的位置信息傳遞到物體 中，作為物體當前的運動參考點；第二步用安裝在物體上的方向傳感器和加速度傳感器測量物體運動時的方位值和 加速度值；第三步用所述物體運動時的方位值和加速度值并結合物體當前的運動參考點計算 物體的運動軌跡，并將所述物體的運動軌跡存儲在物體的存儲部件中；第四步當物體經過所述位置參考點時，通過無線或有線通訊方式將位置參考點的 位置信息傳遞到物體中作為對所述物體運動軌跡的修正，得到經過修正后的物體的運動 軌跡，并將所述物體的經過修正后的物體的運動軌跡存儲在物體的存儲部件中。可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。2、 第二種獲取物體自身運動軌跡方法，其特征是包括如下步驟-第一步設定至少一個固定物體作為位置參考點，物體運動的起點存在一個位置參 考點，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式將位置參考點的位置信息傳遞到物體 中，作為物體當前的運動參考點；第二步用安裝在物體上的方向傳感器、加速度傳感器和傾斜角度傳感器測量物體 運動時的方位值、加速度值和物體的傾斜角度；第三步用所述物體運動時的方位值、加速度值和傾斜角度并結合物體當前的運動 參考點計算物體的運動軌跡，并將所述物體的運動軌跡存儲在物體的存儲部件中；第四步當物體經過所述位置參考點時，通過無線或有線通訊方式將位置參考點的 位置信息傳遞到物體中對所述物體的運動軌跡進行修正，得到經過修正后的物體的運動 軌跡，并將所述物體的經過修正后的物體的運動軌跡存儲在物體的存儲部件中?？梢赃M一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息；或者所述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。4、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述第四步后可以進一步包含將 物體經過所述位置參考點時將該位置參考點設定為物體當前的運動參考點，這樣可 以進一步減少和消除測量和計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置信息作為物體當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計 算誤差就不會傳遞到后面的測量和計算中。5、 當需要將物體的位置信息和運動軌跡在另一個設備上展示出來以讓其他人獲知物體 的位置和運動軌跡，則該方案可以進一步包含在第三步后將所述運動軌跡通過無線 通訊網絡和/或有線通訊網絡傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中獲得物體運動軌 跡或者在第四步后進一步包含將所述經過修正后的運動軌跡通過無線通訊網絡和/ 或有線通訊網絡傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中獲得物體運動軌跡。6、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。7、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述物體還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。8、 優(yōu)選的是上述第三步中計算物體的運動軌跡時增加地磁傾角信息和/或所述第四步 中對所述物體的三維運動軌跡進行修正時增加地磁傾角信息。第三種物體運動軌跡生成方法 1、 一種物體運動軌跡生成方法，其特征是包括如下步驟第一步設定至少一個固定物體作為位置參考點，物體運動的起點存在一個位置參 考點，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式將位置參考點的位置信息傳遞到物體 中，作為物體當前的運動參考點；第二步用安裝在物體上的方向傳感器和加速度傳感器測量物體運動時的方位值和 加速度值；第三步物體將所述方位值和加速度值及物體當前的運動參考點信息通過無線通訊 網絡和/或有線通訊網絡傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中用所收到的方位值和加 速度值結合物體當前的運動參考點計算物體的運動軌跡，并將所述物體的運動軌跡存儲 在遠端設備的存儲部件中；第四步當物體經過所述位置參考點時，通過無線或有線通訊方式將位置參考點的 位置信息傳遞到物體中；第五步物體將所述位置參考點的位置信息通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中用所收到的位置參考點的位置信息修正物體的運動 軌跡，并將所述經過修正的物體的運動軌跡存儲在遠端設備的存儲部件中。 可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。2、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息，或者上述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。3、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述第四步和/或第五步后可以進 一步包含將物體經過所述位置參考點時將該位置參考點設定為物體當前的運動參考 點，這樣可以進一步減少和消除測量和計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考 點，就用該參考點的位置信息作為物體當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面 的測量和計算誤差就不會傳遞到后面的測量和計算中。4、 為了使物體的持有者或物體本身了解物體的位置和運動軌跡，在上述第三步后可以 進一步包含將所述運動軌跡通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳遞到物體中，在 所述物體中呈現(xiàn)或存儲物體運動軌跡；或者在上述第五步后可以進一步包含將所述 經過修正后的運動軌跡通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳遞到物體中，在所述 物體中呈現(xiàn)或存儲經過修正后的物體運動軌跡。5、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。。6、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述物體還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。7、 優(yōu)選的是上述第三步中計算物體的運動軌跡時增加地磁傾角信息和/或所述第五步 中對所述物體的三維運動軌跡進行修正時增加地磁傾角信息。8、 對于近距離無線通訊方式、有線通訊方式、無線通訊網絡和有線通訊網絡的描述與 第 一種運動軌跡生成方法解決方案相同。對于生物特征信息的獲取以及與運動參數(shù)的關聯(lián)，根據安裝各種生物傳感器，如 體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感器、脈搏傳感器、心率傳感 器等。生物體在運動過程中會引起體溫、血壓、血糖的變化，同時汗液的分泌也會發(fā)生 變化，汗液中的成份也許發(fā)生變化。通過運動過程出現(xiàn)的生物特征變化可以分析突發(fā)疾病的發(fā)病機理，特別是當生物體經過某個特定環(huán)境，比如有毒氣體，生物體吸入后會反 映到上述生物特征傳感器中，但由于生物體的抗病能力，可能不會疾病立即出現(xiàn)，但經 過一段時間后可能會突發(fā)疾病，生物體可能已經離開有毒環(huán)境，如果沒有本發(fā)明的運動 軌跡跟蹤和生物特征的獲取，將無法使醫(yī)生立即指導突發(fā)疾病的誘因，從而可能誤診為 其他疾病。另外，人們在運動過程中，某些劇烈運動可能引起生物特征信息的顯著變化， 但疾病的發(fā)生卻可能是延后一定時間，通過本發(fā)明的方法就可以立即指導曾經出現(xiàn)的狀 況。還可能出現(xiàn)某些運動或環(huán)境使生物特征信息多次變化，但每次變化幅度不大，當這 種多次變化也可能在延遲一定時間或次數(shù)累積到一定后引起疾病的突然發(fā)生。采用本發(fā) 明的方法就可以迅速分析出發(fā)病誘因和發(fā)病機理。同時本發(fā)明的方法還可以進一步通過設定生物特征異常變化的判定指標，當生物 特征變化超越這些判定指標后，認為生物體可能突發(fā)疾病，可以在疾病尚未發(fā)生時提供 預警信息，提醒生物體采取必要手段來避免突發(fā)疾病的發(fā)生，實現(xiàn)對于突發(fā)疾病的預測 和預防。根據上述方法可以實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)。 突發(fā)疾病分析系統(tǒng)的第一種方案是-1 、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)包含如下部件 方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；存儲部件；信息處理部件，用于根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件 的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運 動軌跡并存儲在存儲部件中；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度 傳感器信號計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度 信息、速度信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體 的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據。在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述生物傳感器包含體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感 器之一種或幾種。所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、生物傳感器分別連 接信息處理部件。上述位置參考裝置含存儲位置參考裝置所在之處的位置信息和近距離無線通訊模 塊和/或有線通訊模塊。上述系統(tǒng)經過位置參考裝置所在位置時，可以用參考裝置所在位置的位置信息對于 系統(tǒng)的運動軌跡進行修正，得到修正后的系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在存 儲部件中。2、 在上述系統(tǒng)中，可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述系統(tǒng)經過所述位置參考點時 將該位置參考點設定為系統(tǒng)當前的運動參考點，這樣可以進一步減少和消除測量和 計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置信息作為系統(tǒng) 當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到后面的 測量和計算中。4、 當需要將系統(tǒng)的位置信息和運動軌跡在另一個設備上展示出來以讓其他人獲知系統(tǒng) 的位置和運動軌跡，則該系統(tǒng)可以進一步包含網絡通訊接口，所述網絡通訊接口與 信息處理部件連接，在信息處理部件的控制下通過所述網絡通訊接口與遠端設備連 接，系統(tǒng)將所述運動軌跡由網絡通訊接口通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳遞 到遠端設備中，在所述遠端設備中接收到物體運動軌跡或者經過修正后的運動軌跡， 在所述遠端設備中存儲和/或展示系統(tǒng)運動軌跡。5、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。6、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述系統(tǒng)還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。7、 上述系統(tǒng)中，可以進一步設定生物特征參數(shù)的判定指標后，當生物特征參數(shù)超過判12定指標時立即發(fā)出預警信號。
8、上述判定指標可以是生物特征的變化幅度值，也可以是生物特征異常變化的頻度值。 基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)的第二種方案是 1、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)包含如下部件 方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號 計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度信息、速度 信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體的運動參數(shù) 進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據。存儲部件；網絡通訊接口，所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡與遠端設 備通訊；信息處理部件，在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡 和/或有線通訊網絡將方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加 速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息傳遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據方 位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位 置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在遠端設備中； 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述生物傳感器包含體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感 器之一種或幾種。所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、網絡通訊接口、生 物傳感器分別連接信息處理部件。上述位置參考裝置含存儲位置參考裝置所在之處的位置信息和近距離無線通訊模 塊和/或有線通訊模塊。上述系統(tǒng)經過位置參考裝置所在位置時，可以用參考裝置所在位置的位置信息對于系統(tǒng)的運動軌跡進行修正，得到修正后的系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在 存儲部件中。2、 在上述系統(tǒng)中，可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 上述信息處理部件可以進一步在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無 線通訊網絡和/或有線通訊網絡從遠端設備中獲得系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌 跡并存儲在所述存儲部件中。4、 上述系統(tǒng)可以進一步包含信息顯示部件，用于顯示物體的運動軌跡，所述信息顯示 部件接信息處理部件。5、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息；或者所述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。6、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述系統(tǒng)經過所述位置參考點時 將該位置參考點設定為系統(tǒng)當前的運動參考點，并將該位置參考點的位置信息在信 息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳 遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據新收到的位置參考點的位置信息修正系統(tǒng)相 對于位置參考點的經過修正的運動軌跡并存儲在遠端設備中。這樣可以進一步減少 和消除測量和計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置 信息作為系統(tǒng)當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會 傳遞到后面的測量和計算中。7、 上述信息處理部件可以進一步在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無 線通訊網絡和/或有線通訊網絡從遠端設備中獲得系統(tǒng)相對于位置參考點的經過修 正的運動軌跡并存儲在所述存儲部件中。8、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。9、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述系統(tǒng)還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。10、 上述系統(tǒng)中，可以進一步設定生物特征參數(shù)的判定指 后，當生物特征參數(shù)超 過判定指標時立即發(fā)出預警信號。11、 上述判定指標可以是生物特征的變化幅度值，也可以是生物特征異常變化的頻 度值?；谶\動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)的第一種方案是 1、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)包含如下設備1) 至少一個位置參考裝置，所述位置參考裝置包含存儲位置參考裝置所在之處的 位置信息和近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊；2) 安裝在物體上的電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)包含如下部分 方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；存儲部件；信息處理部件，用于根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件 的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運 動軌跡并存儲在存儲部件中；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度 傳感器信號計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度 信息、速度信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體 的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據。 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述生物傳感器包含體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感 器之一種或幾種。所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、生物傳感器分別連 接信息處理部件。上述系統(tǒng)經過位置參考裝置所在位置時，可以用參考裝置所在位置的位置信息對 于系統(tǒng)的運動軌跡進行修正，得到修正后的系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在 存儲部件中。2、在上述系統(tǒng)中，可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 上述系統(tǒng)可以進一步包含信息顯示部件，用于顯示物體的運動軌跡，所述信息顯示 部件接信息處理部件。4、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息；或者所述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。5、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述系統(tǒng)經過所述位置參考點時 將該位置參考點設定為系統(tǒng)當前的運動參考點，這樣可以進一步減少和消除測量和 計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置信息作為系統(tǒng) 當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到后面的 測量和計算中。6、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述系統(tǒng)還可以包 含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電子地 圖4言息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。7、 上述系統(tǒng)中，可以進一步設定生物特征參數(shù)的判定指標后，當生物特征參數(shù)超過判 定指標時立即發(fā)出預警信號。8、 上述判定指標可以是生物特征的變化幅度值，也可以是生物特征異常變化的頻度值?；谶\動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)的第二種方案是-1、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)包含如下設備1) 至少一個位置參考裝置，所述位置參考裝置包含存儲位置參考裝置所在之處的 位置信息和近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊；2) 遠端設備，所述遠端設備包含網絡通訊接口、存儲器、控制器和信息顯示部件 的信息處理設備；3) 安裝在物體上的電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)包含如下部分 方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；存儲部件；網絡通訊接口，所述網絡通訊接口以無線通訊網絡和/或有線通訊網絡方式與遠端 設備通訊；信息處理部件，用于根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件 的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運 動軌跡并存儲在存儲部件中；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度 傳感器信號計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度 信息、速度信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體 的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據； 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述生物傳感器包含體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感 器之一種或幾種。所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、網絡通訊接口、生 物傳感器分別連接信息處理部件；所述網絡通訊接口在信息處理部件的控制下通過所述網絡通訊接口與遠端設備連 接，系統(tǒng)將所述運動軌跡、生物特征參數(shù)通過網絡通訊接口以無線通訊網絡和/或有線 通訊網絡方式傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中接收到物體運動軌跡，在所述遠端 設備中存儲和/或展示系統(tǒng)運動軌跡、生物體的生物特征。上述系統(tǒng)經過位置參考裝置所在位置時，可以進一步用參考裝置所在位置的位置 信息對于系統(tǒng)的運動軌跡進行修正，得到修正后的系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并 存儲在存儲部件中；而且所述網絡通訊接口在信息處理部件的控制下通過所述網絡通訊 接口與遠端設備連接，系統(tǒng)將所述修正后的運動軌跡通過網絡通訊接口以無線通訊網絡 和/或有線通訊網絡方式傳遞到遠端設備中，在所述遠端設備中接收到物體經過修正后 的運動軌跡，在所述遠端設備中存儲和/或展示系統(tǒng)運動軌跡、生物體的生物特征。2、 在上述系統(tǒng)中，可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 上述系統(tǒng)可以進一步包含信息顯示部件，用于顯示物體的運動軌跡，所述信息顯示 部件接信息處理部件。4、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息；或者所述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。5、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述系統(tǒng)經過所述位置參考點時將該位置參考點設定為系統(tǒng)當前的運動參考點，這樣可以進一步減少和消除測量和 計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置信息作為系統(tǒng) 當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到后面的 測量和計算中。6、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。7、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述系統(tǒng)還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。8、 上述系統(tǒng)中，可以進一步設定生物特征參數(shù)的判定指標后，當生物特征參數(shù)超過判 定指標時立即發(fā)出預警信號。9、 上述判定指標可以是生物特征的變化幅度值，也可以是生物特征異常變化的頻度值?；谶\動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)的第三種方案是 1、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病網絡系統(tǒng)包含如下設備1) 至少一個位置參考裝置，所述位置參考裝置包含存儲位置參考裝置所在之處的 位置信息和近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊；2) 遠端設備，所述遠端設備包含網絡通訊接口、存儲器、控制器和信息顯示部件 的信息處理設備；3) 安裝在物體上的電子系統(tǒng)，所述電子系統(tǒng)包含如下部分 方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；存儲部件；網絡通訊接口 ，所述網絡通訊接口以無線通訊網絡和/或有線通訊網絡方式與遠端 設備通訊；18信息處理部件，在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡 和/或有線通訊網絡將方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加 速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息傳遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據方 位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位 置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在遠端設備中；采用 三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號計算物體的加速變化 信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度信息、速度信息；生物傳感器的 傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個 時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據。在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述生物傳感器包含體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份分析傳感 器之一種或幾種。所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、網絡通訊接口、生 物傳感器分別連接信息處理部件。上述位置參考裝置含存儲位置參考裝置所在之處的位置信息和近距離無線通訊模 塊和/或有線通訊模塊。上述系統(tǒng)經過位置參考裝置所在位置時，可以用參考裝置所在位置的位置信息對 于系統(tǒng)的運動軌跡進行修正，得到修正后的系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在 存儲部件中。2、 在上述系統(tǒng)中，可以進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。3、 上述信息處理部件可以進一步在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無 線通訊網絡和/或有線通訊網絡從遠端設備中獲得系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌 跡并存儲在所述存儲部件中。4、 上述系統(tǒng)可以進一步包含信息顯示部件，用于顯示物體的運動軌跡，所述信息顯示 部件接信息處理部件。5、 上述位置參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、諱度信息；或者所述位置 參考點的位置信息包含位置參考點的經度信息、緯度信息和磁偏角信息。6、 為了進一步修正物體位置和運動軌跡的測量偏差，上述系統(tǒng)經過所述位置參考點時 將該位置參考點設定為系統(tǒng)當前的運動參考點，并將該位置參考點的位置信息在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡傳 遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據新收到的位置參考點的位置信息修正系統(tǒng)相 對于位置參考點的經過修正的運動軌跡并存儲在遠端設備中。這樣可以進一步減少 和消除測量和計算的累積誤差。因為每經過一個位置參考點，就用該參考點的位置 信息作為系統(tǒng)當前的位置信息和后續(xù)運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會 傳遞到后面的測量和計算中。7、 上述信息處理部件可以進一步在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無 線通訊網絡和/或有線通訊網絡從遠端設備中獲得系統(tǒng)相對于位置參考點的經過修 正的運動軌跡并存儲在所述存儲部件中。8、 為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述遠端設備還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。9、 同樣為了結合電子地圖以更直觀地展示所述物體的位置和運動軌跡，所述系統(tǒng)還可 以包含電子地圖信息并將所述運動軌跡和/或經過修正后的運動軌跡標注在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。10、 上述系統(tǒng)中，可以進一步設定生物特征參數(shù)的判定指標后，當生物特征參數(shù)超 過判定指標時立即發(fā)出預警信號。11、 上述判定指標可以是生物特征的變化幅度值，也可以是生物特征異常變化的頻 度值。以上解決方案中能夠計算運動或移動物體的運動軌跡，獲知運動或移動物體在任 何時刻的位置信息，因此也具有對運動或移動物體進行位置定位的作用。同時將運動或 移動物體的運動軌跡在遠端設備中可以顯示或展示出來實現(xiàn)物體被跟蹤的目的。下面進一步描述如何根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件 的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息如何計算物體或系統(tǒng)的運動軌跡。方向傳感器給出相對于地球磁場北極的方向參數(shù)如以正北極方向為Y軸，以正 東方為X軸。以從地心向外指向為Z軸，稱為標準坐標系。采用三軸方向傳感器，可 以測量被測對象相對于該坐標體系的方位角。為了計算被測對象的運動方向和運動距 離，由三軸加速度傳感器測量被測對象在傳感器定義的坐標下(所謂在傳感器定義的坐 標下是指三軸加速度傳感器的制造過程中設定的相互垂直的三個軸方向形成的坐標)的三個軸方向的加速度分量，通過方向傳感器的測量值轉換為相對于標準坐標系的加速度 分量，從而可以計算在標準坐標體系下的運動距離。由于高度的變化對于地磁的變化影 響小，需要采用海拔高度測試在Z軸方向的運動加速度和運動距離。為了將加速度傳 感器的作用方向與標準坐標系之間進行轉換，按如下方法布置方向傳感器與加速度傳感 器
將三軸加速度傳感器的三個軸的方向與三軸方向傳感器的三個軸的方向保持一 致，因此三軸方向傳感器相對于標準坐標系的角度就是加速度三軸方向相對于標準坐標 系的角度。在系統(tǒng)上安裝的三軸方向傳感器的方向通常定義為將系統(tǒng)正面朝上水平正 常姿態(tài)放置，水平正前方為X'軸方向，水平向右為Y'軸方向，垂直水平面向下為Z' 軸方向。此時地磁場在Z'軸方向的分量可以忽略，使用X'軸和Y，軸分量Hx和Hy 可以計算地磁北極的方向。此時地磁的方位角計算公式為
方位角-arcTan(Hy/Hx);由于正切函數(shù)是180度周期，為了計算360度的方位角， 采用如下分段公式-
方位角=90度，當1^=0， HyO時；方位角=270度，當Hx=0， Hy>0時；
方位角=180- arcTan(Hy/Hx)承180/it度，當Hx<0時；方位角-arcTan(Hy/Hx"180/兀 度，當HxX)， Hy〈0時；方位角-360-arcTan(Hy/Hx)"80/兀度，當Hx>0， Hy>0時。 由于系統(tǒng)的實際放置方向比較隨意，不能保證測量角度時移動終端保持水平方向， 存在俯仰角和橫滾角。橫滾是指圍繞X軸或前進方向的旋轉，俯仰是指圍繞Y軸或左 右方向的旋轉。當存在俯仰角和橫滾角時，此時地磁在三軸方向傳感器的每個方向上產 生分量Hx'、 Hy'、 Hz'，計算方位角需要利用三個分量及俯仰角cD和橫滾角9。采用 如下公式轉換為沒有俯仰角度和沒有橫滾角度的方位等效值
Hx = Hx, * cos(O) + Hy， * sin(0) * sin(O) — Hz， * cos(e) * sin(①)；
Hy = Hy，*cos(e) + Hz，*sin(e);方位角=arcTan(Hy/Hx)
并按如下分段函數(shù)確定360度的方位角
方位角=90度，當Hx^， Hy〈0時；方位角=270度，當Hx=0， Hy>0時 方位角=180- arcT旭(Hy/Hx)承180/n度，當Hx<0時；方位角-arcTan(Hy/Hx)"80/n 度，當Hx〉0， Hy〈0時；方位角-360-arcTan(Hy/Hxfl80/ii度，當Hx>0， Hy>0時。
當將三軸加速度傳感器的三個軸的方向與三軸方向傳感器的三個軸的方向保持一 致，可以把三軸方向的加速度轉換為相對于水平面上的運動加速度分量。設^三軸方向的加速度分別為Ax'、 Ay'、 Az'，水平面X'方向的加速度分量用Ax表示，水平面Y' 方向的加速度分量用Ay表示，按如下計算<formula>formula see original document page 22</formula>為了能夠確定運動軌跡，需要將上述加速度分量數(shù)據進一步轉換為標準坐標下的 力口速度分量，用Anx、 Any表示。
<formula>formula see original document page 22</formula>
在具體實現(xiàn)中，還需要考慮磁偏角的影響，可以將位置參考裝置如非移動標志物 所在位置的磁偏角存入系統(tǒng)中，當非移動標志物間的間隔相距不太遙遠時，可以認為磁 偏角沒有變化，以位置參考裝置如非移動標志物所在的磁偏角作為進入下一個標志物之 前的磁偏角。
另外計算運行距離和路徑還需要獲得初始位置坐標和初始速度。初始位置坐標采 用設定位置參考裝置如非移動標志物的位置坐標作為初始位置坐標?？梢宰鳛槌跏嘉恢?坐標的非移動標志物包括組織的總部建筑物、各個分部的建筑物、機房等，在這些非移 動標志物中有位置參考裝置，所述位置參考裝置中安裝射頻感應/發(fā)射裝置，每個位置 參考裝置存儲了其所在標志物的坐標值，通過射頻感應/發(fā)射裝置可以與系統(tǒng)的通訊部 件進行通訊， 一旦系統(tǒng)靠近非移動標志物，相應的位置參考裝置通過射頻感應/發(fā)射裝 置就會把標志物的位置坐標發(fā)送給系統(tǒng)，此時系統(tǒng)將此坐標作為新的參考坐標，從而避 免誤差的累積；進一步，相應的位置參考裝置通過射頻感應/發(fā)射裝置就會把標志物的 磁偏角信息發(fā)送給系統(tǒng)，此時系統(tǒng)將此磁偏角作為新的磁偏角修正值，從而避免磁偏角 的變化對于計算誤差的累積。而所有非移動標志物的位置坐標的參考點可以根據需要選 定， 一種選定方法是以組織的總部作為坐標原點，另一種是以所在地區(qū)的著名建筑標志 為坐標原點。對于其它標志建筑物需要參考國家頒布的數(shù)字地圖或商業(yè)數(shù)字地圖中讀取 所標定建筑物的坐標，然后相對于指定的坐標原點計算出其它建筑物標志的位置坐標。 每當物體進入一個新的參考點的通訊范圍之內時，引入參考點的位置信息作為計算的起 點，初始速度為物體已發(fā)生運動的最后時刻的速度在標準坐標系中的分量，設定為V0x 和V0y。 V0x和V0y的計算可以用物體已發(fā)生運動的每個時刻的加速度與加速度采樣 間隔時間的乘積之和計算。則從該參考位置開始計算移動終端的水平運行路徑按如下計算，設參考坐標值為Xref、 Yref，設在標準坐標系中的位移為Sx， Sy則 VOx=EAx(j) * T(j); V0y=EAy(j)*T(j) 其中T(j)為物體已經發(fā)生運動的每個加速度采樣時間點序列。 Sx = Xref + ￡ Ax(i) * T(i) * T(i) / 2+V0x* T(i) Sy = Yref + E Ay(i) * T(i) * T(i) / 2+V0y* T(i)
其中Ax(i)、 Ay(i)是第i次采樣計算得到的加速度分量值，T(i)是采樣間隔時間。 這里由于采樣間隔時間為毫秒級，把采樣間隔之間的加速度認為沒有變化對于一般的運 動物體來說是可以的。從而得到物體的運動軌跡。
本發(fā)明的有益效果采用本發(fā)明的技術可以不僅對于野外旅游獲作業(yè)的人員避免 迷失道路和方向十分重要；對于生物體突發(fā)疾病前后是否出現(xiàn)發(fā)病征兆以及發(fā)病機理的 完全了解十分重要。采用本發(fā)明的方法就可以迅速分析出發(fā)病誘因和發(fā)病機理。同時本 發(fā)明的方法還可以進一步通過設定生物特征異常變化的判定指標，當生物特征變化超越 這些判定指標后，認為生物體可能突發(fā)疾病，可以在疾病尚未發(fā)生時提供預警信息，提 醒生物體采取必要手段來避免突發(fā)疾病的發(fā)生，實現(xiàn)對于突發(fā)疾病的預測和預防。


-
圖1是第一種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖2是第二種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖3是第三種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖4是第四種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖5是在移動系統(tǒng)上實現(xiàn)運動軌跡自測量和生物特征參數(shù)測量的功能模塊圖。 圖6是本發(fā)明在位置參考點提供位置參考信息的設備功能模塊示意圖。 圖7是本發(fā)明在遠端設備上實現(xiàn)運動軌跡和生物特征顯示的系統(tǒng)功能模塊示意圖。 圖8是第一種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析網絡系統(tǒng)拓撲圖。 圖9是第二種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析網絡系統(tǒng)拓撲圖。 圖10是本發(fā)明基于網絡計算在運動物體上實現(xiàn)運動軌跡自測量和生物特征參數(shù)測
量的功能模塊示意圖
具體實施方式
-
本發(fā)明的核心點在于，在生物體上設置運動傳感器和生物傳感器，通過運動傳感 器獲得物體的運動參數(shù)運動軌跡、加速度、速度等，通過生物傳感器獲得生物體的生物特征參數(shù)體溫、血壓、血糖、汗液成份等，并建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù) 據庫;根據生物特征參數(shù)和醫(yī)學數(shù)據庫得到生物體出現(xiàn)異常生物特征參數(shù)的時間、次數(shù)、 幅度等，并結合生物體的運動特征參數(shù)來分析出現(xiàn)異常生物特征參數(shù)的誘因，從而分析 生物體突發(fā)疾病的發(fā)病機理。而物體的運動特征參數(shù)的獲得主要采用內置加速度傳感器 和方位傳感器，通過信息處理器對于加速度傳感信號和方位傳感信號進行處理獲得運動 或移動設備的運動軌跡或路徑，同時為了解決由于加速度傳感器和方位傳感器測量誤差 以及信息處理器的計算誤差產生的誤差累及效應造成計算的運動軌跡或路徑偏差太大 的問題，增加參考位置的位置信息作為計算的運動軌跡或路徑的參考信息進行計算結果 的糾正。
下面結合附圖進一步描述本發(fā)明的具體實施方案。 圖1是第一種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 在該圖中，物體上的自測量系統(tǒng)安裝的三軸方向傳感器101和三軸加速度傳感器102 采集的三軸方向傳感信號和三軸加速度傳感信號通過信號數(shù)字化模塊104轉變?yōu)閿?shù)字
信號，然后將數(shù)字信號傳遞到信息處理模塊105計算出當前時刻物體的位置信息；同時
物體上安裝的生物特征傳感器包括體溫傳感器151、血壓傳感器152等通過信號數(shù)字化 模塊104轉變?yōu)閿?shù)字信號，然后將數(shù)字信號傳遞到信息處理模塊105計算物體的生物特 征參數(shù)。圖中只畫出了兩個生物特征傳感器，根據實際需要可以增加其他生物特征傳感 器如汗液傳感器、血糖傳感器等。根據實際應用的需要，可以進一步采用位置坐標轉換 單元107將位置信息轉換為特定坐標系中的位置信息，比如轉換到地球標準坐標系中。 將各個時刻的位置信息傳遞到路徑計算模塊110后可以計算出物體的運動軌跡或路徑， 然后存儲到運動路徑存儲體111中。為了解決由于加速度傳感器和方位傳感器測量誤差 以及信息處理器的計算誤差產生的誤差累及效應造成計算的運動軌跡或路徑偏差太大 的問題，在系統(tǒng)中增加參考位置采集與更新模塊106通過有線通訊或無線通訊方式從參 考位置的參考位置裝置中獲取參考位置的位置信息，在本實施例中采用無線通訊方式， 采用無線射頻收發(fā)器103與參考位置采集與更新模塊106連接。無線射頻收發(fā)器103 一般采用近距離無線通訊方式近場通訊(NFC, Near-Field Communication)方式，射頻 電子標簽(RFID)通訊方式、ZigBee通訊方式、Wi-Fi通訊方式、WLAN通訊方式、紅外 線通訊方式。然后將參考位置采集與更新模塊106獲得的參考位置信息傳遞到信息處理 模塊105中參與計算當前時刻物體的位置信息，同時將參考位置采集與更新模塊106獲得的參考位置信息傳遞到路徑計算模塊no參與運動軌跡或路徑的計算。本具體實施 例中，當所采用三軸方向傳感器101和三軸加速度傳感器102已經是數(shù)字化輸出時，信 號數(shù)字化模塊104可以被去掉，由三軸方向傳感器101和三軸加速度傳感器102的傳感 信號輸出直接傳遞到信息處理模塊105中。信息處理模塊105還建立或預先存儲了疾病 生物特征醫(yī)學數(shù)據庫，該數(shù)據庫中給出了疾病與生物特征參數(shù)異常變化的關系數(shù)據庫。 信息處理模塊105根據疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫和獲取的生物特征傳感器的傳感信號 可以給出某種疾病發(fā)病的可能，可以進一步在信息處理模塊105設定生物特征異常變化 的頻度、幅度的門限值，當生物特征異常變化超過門限值時，給出突發(fā)疾病的預警信息。 在研究突發(fā)疾病的發(fā)病機理時，信息處理模i央105同時給出生物體在每個時刻各種運動 參數(shù)和生物特征參數(shù)，運動參數(shù)包括運動軌跡、加速度、速度，生物特征參數(shù)包括體溫、 血壓、血糖等信息；把運動軌跡與數(shù)字電子地圖相結合，當生物體經過某個路段或環(huán)境 時如果出現(xiàn)生物特征參數(shù)的異常變化時，可以進一步通過了解該路段或環(huán)境的特定氣候 或環(huán)境狀況，為突發(fā)疾病的病因分析和病理分析提供科學的參考數(shù)據信息。
由于運動或移動物體的實際放置方向比較隨意，不能保證測量角度時移動終端保持 水平方向，存在俯仰角和橫滾角。因此需要獲得俯仰角和橫滾角信息才能更準確地計算 出當前時刻物體的位置信息和運動軌跡或路徑。因此需要增加傾斜角度傳感器。參見圖 3。圖3是第三種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖3所示方案與圖1所示方案的唯一差別是增加了傾斜角度傳感器121。
在具體實現(xiàn)中，還需要考慮磁偏角的影響，可以將位置參考裝置如非移動標志物所 在位置的磁偏角存入系統(tǒng)中，當非移動標志物間的間隔相距不太遙遠時，可以認為磁偏 角沒有變化，以位置參考裝置如非移動標志物所在的磁偏角作為進入下一個標志物之前 的磁偏角。因此可以進一步將地磁傾角補償信息作為計算出當前時刻物體的位置信息和 運動軌跡或路徑的修正信息。參見圖2。圖2是第二種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感 器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。在圖2所示方案中是在圖1的基礎增加了地磁傾角 補償表123,地磁傾角補償表123中存儲的信息可以是預先存儲在系統(tǒng)中，也可以是當 運動或移動物體經過參考位置時，通過無線射頻收發(fā)器103、參考位置采集與更新模塊 106接收得到。同時為了進一步優(yōu)化該方案，還增加了正弦函數(shù)查找表124和余弦函數(shù) 査找表125以提高信息處理模塊105的計算速度。因為在本發(fā)明的實現(xiàn)中涉及到大量的 正弦函數(shù)、余弦函數(shù)的計算，因此預先存儲正弦函數(shù)査找表124和余弦函數(shù)查找表125可以加快計算速度。
圖4是第四種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)工作原理圖。 圖4所示方案結合了圖2和圖3的方案，既解決了由于運動或移動物體的實際放置方向 比較隨意，不能保證測量角度時移動終端保持水平方向，存在俯仰角和橫滾角問題，又 解決了需要考慮磁偏角的影響問題。
圖5是在移動系統(tǒng)上實現(xiàn)運動軌跡自測量和生物特征參數(shù)測量的功能模塊圖。傳感 器501包含三軸方位傳感器、三軸加速度傳感器、體溫傳感器、血壓傳感器，將傳感器 501的傳感信號通過模數(shù)轉換模塊502轉換為數(shù)字信號后送到處理器503中，同時射頻 收發(fā)模塊506將參考位置信息接收到后傳送到處理器503中，由處理器503根據傳感信 號和參考位置信息計算運動或移動物體的運動軌跡或路徑以及每個時刻生物體特征參 數(shù)。處理器503將參考位置信息存入參考位置存儲體504中，將運動軌跡或路徑存入路 徑存儲體505中。進一步，處理器503可以將運動軌跡或路徑以及每個時刻生物體特征 參數(shù)通過射頻收發(fā)模塊506發(fā)送到參考位置處的系統(tǒng)中，也可以增加另外的有線通訊模 塊獲無線通訊模塊(在圖中沒有畫出)通過現(xiàn)有的有線通訊網絡或無線通訊網絡將運動 軌跡或路徑傳遞到遠端設備中。
圖10是本發(fā)明基于網絡計算在運動物體上實現(xiàn)運動軌跡自測量和生物特征參數(shù)測 量的功能模塊示意圖。傳感器501包含三軸方位傳感器、三軸加速度傳感器，將傳感器 501的傳感信號通過模數(shù)轉換模塊502轉換為數(shù)字信號后送到處理器503中，同時射頻 收發(fā)模塊506將參考位置信息接收到后傳送到處理器503中。在處理器503的控制下通 過所述網絡通訊接口 1006以無線通訊網絡和/或有線通訊網絡方式將方位傳感部件的三 軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置 信息傳遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加 速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位 置參考點的運動軌跡并存儲在遠端設備中；然后在所述處理器503的控制下通過所述網 絡通訊接口 1006以無線通訊網絡和/或有線通訊網絡方式從遠端設備中獲得系統(tǒng)相對于 位置參考點的運動軌跡并存儲在所述存儲部件中。處理器503將參考位置信息存入參考 位置存儲體504中，將運動軌跡或路徑存入路徑存儲體505中。
圖6是本發(fā)明在位置參考點提供位置參考信息的設備功能模塊示意圖。在每個位置 參考點需要安裝參考位置信息處理模塊或者稱為參考裝置，參考位置信息處理模塊包含處理器601和通訊模塊，通訊模塊可以根據具體實現(xiàn)需要采用有線通訊模塊或無線通訊 模塊。本實現(xiàn)實例中采用射頻收發(fā)模塊602通過無線通訊方式與運動或移動的物體之間 通訊。
圖7是本發(fā)明在遠端設備上實現(xiàn)運動軌跡和生物特征顯示的系統(tǒng)功能模塊示意圖。 當需要將運動或移動的物體的運動軌跡或路徑以及每個時刻生物體特征參數(shù)進行遠端 展示時，需要將運動或移動的物體的運動軌跡或路徑以及每個時刻生物體特征參數(shù)傳遞 到遠端設備中。圖7是遠端設備的實現(xiàn)實例，包含與處理器703連接的網絡接入網關 701、數(shù)據庫702、路徑繪制程序707。其中網絡接入網關701根據實現(xiàn)的需要可以是無 線通訊網絡的接入網關，也可以是有線通訊網絡的接入網關，完成將運動或移動的物體 的運動軌跡或路徑通過無線通訊網絡或有線通訊網絡接收后傳遞給處理器703。路徑繪 制程序707完成將運動或移動的物體的運動軌跡或路徑繪制到遠端設備的顯示部件中， 以可視化的方式展現(xiàn)出來。數(shù)據庫702是為了實現(xiàn)多個運動或移動的物體的軌跡信息或 路徑信息以及每個時刻生物體特征參數(shù)的檢索、管理。具體實現(xiàn)中，可以進一步增加數(shù) 字地圖存儲體704，存儲數(shù)字地圖信息，從而可以將運動或移動的物體的軌跡信息或路 徑信息與數(shù)字地圖信息結合，可以更為直觀的展示物體的運動軌跡以及每個時刻生物體 特征參數(shù)。同時所獲得物體運動軌跡展示信息以及每個時刻生物體特征參數(shù)還可以進一 步通過WEB服務器706傳遞到其他設備中，被多個設備獲取或被訪問。
圖8是第一種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析網絡系統(tǒng)拓撲圖。 設置有四個參考位置分別為第一參考建筑物801、第二參考建筑物802、第三參考建筑 物803、第四參考建筑物804，每個參考建筑物中分別安裝參考位置信息處理模塊811、 812、 813、 814。參考位置信息處理模塊811、 812、 813、 814與管理服務器805之間可 以采用有線信號連接如信號導線或光纖等，也可以通過無線信號連接。同時參考位置信 息處理模塊811、 812、 813、 814之間也可以采用有線信號連接如信號導線或光纖等， 也可以通過無線信號連接。運動或移動的物體從位置起點806運動到位置807時，假定 位置起點806在第二參考建筑物802附近，運動或移動的物體可以從參考位置信息處理 模塊812獲得起點位置的位置信息。然后運動或移動的物體在運動過程中由自身所安裝 的傳感器、處理器計算運動過程中的軌跡或路徑，當運動到位置807時，假定位置807 在第一參考建筑物801附近，運動或移動的物體可以從參考位置信息處理模塊811獲得 位置信息對于計算的軌跡或路徑進行修正。而且運動或移動的物體經過每個參考建筑物時，通過相應建筑物中的參考位置信息處理模塊接收存儲在運動或移動的物體中的軌跡 或路徑信息以及每個時刻生物體特征參數(shù)。該系統(tǒng)中還設置了管理服務器805。管理服 務器805可以通過與設置于每個參考建筑物中的參考位置信息處理模塊之間的連接通 訊獲得運動或移動的物體中的軌跡或路徑信息以及每個時刻生物體特征參數(shù)，從而實現(xiàn) 物體中的軌跡或路徑信息以及每個時刻生物體特征參數(shù)的遠程展示和物體的跟蹤。
圖9是第二種實現(xiàn)基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析網絡系統(tǒng)拓撲圖。 與圖8所示方案相似，設置有四個參考位置分別為第一參考建筑物901、第二參考建筑 物卯2、第三參考建筑物903、第四參考建筑物904，每個參考建筑物中分別安裝參考 位置信息處理模塊911、 912、 913、 914。不同的是參考位置信息處理模塊911、 912、 913、 914與管理服務器905之間的連接是通過現(xiàn)有的通訊網絡920，如有線通訊網絡或 移動通信網絡。運動或移動的物體從位置起點906運動到位置907時，假定位置起點 906在第二參考建筑物902附近，運動或移動的物體可以從參考位置信息處理模塊912 獲得起點位置的位置信息。然后運動或移動的物體在運動過程中由自身所安裝的傳感 器、處理器計算運動過程中的軌跡或路徑或者將傳感器信號傳遞到管理服務器905計算 運動過程中的軌跡或路徑，當運動到位置907時，假定位置907在第一參考建筑物901 附近，運動或移動的物體可以從參考位置信息處理模塊911獲得位置信息對于計算的軌 跡或路徑進行修正。而且運動或移動的物體中的傳感器信息、軌跡或路徑信息除可以通 過參考位置信息處理模塊傳遞到管理服務器905，也可以直接通過現(xiàn)有的通訊網絡920 傳遞到管理服務器'905，從而實現(xiàn)物體中的軌跡或路徑信息以及每個時刻生物體特征參 數(shù)的遠程展示和物體的跟蹤。
權利要求
1、一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)，其特征是包含如下部件方位傳感部件，包含三軸方位傳感器；加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器；生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參考點的位置信息；存儲部件；信息處理部件，用于根據方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算所述系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在存儲部件中；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度信息、速度信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據；在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫；所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、生物傳感器分別連接信息處理部件。
2、 根據權利要求1所述的系統(tǒng)，其特征是所述信息處理部件根據所述生物特征參數(shù)和 疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫得到生物特征參數(shù)異常信息；并將生物特征參數(shù)異常信息 與生物體的運動參數(shù)關聯(lián)，得到運動參數(shù)的變化與生物特征參數(shù)異常信息的關系， 實現(xiàn)突發(fā)疾病的誘因分析和/或病理分析。
3、 根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是所述信息處理部件還包含設定生物特征 異常變化的判定指標，當生物特征變化超過這些判定指標后，發(fā)出預警信息。
4、 根據權利要求1或2所述的方法，其特征是所述生物傳感器包含測量如下傳感器之 一或幾個體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份傳感器、脈搏傳感器、 心率傳感器。
5、 根據權利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征是進一步安裝海拔高度傳感器，獲得物體 的三維運動軌跡。
6、 一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)，其特征是包含如下部件方位傳感部件，包含三軸方位傳感器； 加速度傳感部件，包含三軸加速度傳感器； 生物傳感器；通訊部件，包含近距離無線通訊模塊和/或有線通訊模塊，當物體經過所述位置參 考點時，通過近距離無線通訊方式或有線通訊方式與位置參考裝置進行通訊獲得位置參 考點的位置信息；采用三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號 計算物體的加速變化信息和速度變化信息；運動參數(shù)包含運動軌跡、加速度信息、速度 信息；生物傳感器的傳感信號構成生物特征參數(shù)；并將生物特征參數(shù)與物體的運動參數(shù) 進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據。存儲部件； -網絡通訊接口，所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡和/或有線通訊網絡與遠端設 備通訊；信息處理部件，在信息處理部件的控制下由所述網絡通訊接口通過無線通訊網絡 和/或有線通訊網絡將方位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加 速度傳感器信號結合位置參考點的位置信息傳遞到遠端設備中，由所述遠端設備根據方 位傳感部件的三軸方位傳感器信號和加速度傳感部件的三軸加速度傳感器信號結合位 置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡并存儲在遠端設備中； 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫； 所述方位傳感部件、加速度傳感部件、通訊部件、存儲部件、網絡通訊接口、生 物傳感器分別連接信息處理部件。
7、 根據權利要求6所述的系統(tǒng)，其特征是所述信息處理部件根據所述生物特征參數(shù)和疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫得到生物特征參數(shù)異常信息；并將生物特征參數(shù)異常信息 與生物體的運動參數(shù)關聯(lián)，得到運動參數(shù)的變化與生物特征參數(shù)異常信息的關系， 實現(xiàn)突發(fā)疾病的誘因分析和/或病理分析。
8、 根據權利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征是所述信息處理部件還包含設定生物特征 異常變化的判定指標，當生物特征變化超過這些判定指標后，發(fā)出預警信息。
9、 根據權利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征是所述生物傳感器包含測量如下傳感器之 一或幾個體溫傳感器、血壓傳感器、血糖傳感器、汗液成份傳感器、脈搏傳感器、 心率傳感器。
10、 根據權利要求6或7所述的系統(tǒng)，其特征是進一步安裝海拔高度傳感器，獲得 物體的三維運動軌跡。
全文摘要
本發(fā)明提出一種基于運動傳感器和生物傳感器的突發(fā)疾病分析系統(tǒng)，包括方位傳感部件；加速度傳感部件；生物傳感器；通訊部件；存儲部件；信息處理部件，用于根據傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統(tǒng)相對于位置參考點的運動軌跡；并將生物特征參數(shù)與物體的運動參數(shù)進行關聯(lián)，給出每個時刻物體的生物特征與運動參數(shù)的關聯(lián)數(shù)據；在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特征醫(yī)學數(shù)據庫；所述系統(tǒng)對于人體在發(fā)病前后一段時間的運動特征和生物特征進行記錄，然后采用綜合分析的方法分析突發(fā)疾病前出現(xiàn)引起疾病的誘因或出現(xiàn)引起疾病的生物特征的變化征兆，對于準確判斷疾病提供更加準確的信息，同時便于醫(yī)務工作者采取更有效的治療手段。
文檔編號G01D21/02GK101596100SQ200910087610
公開日2009年12月9日 申請日期2009年7月1日 優(yōu)先權日2009年7月1日
發(fā)明者清 須 申請人:北京派瑞根科技開發(fā)有限公司