一种头盔撞击检测方法和系统与流程

本发明涉及一种头盔撞击检测方法和系统。

背景技术：

头盔是用来保护头部的护具，主要由盔壳、衬里和悬挂系统等构成。由于军事的发展和和平时期现代工作、生活的日益多样化，人们对生命安全的日益重视，头盔的使用方面也越来越广泛，大致可分为军事、工作、运动三类。但是，目前，市面上的使用的头盔只有防护功能，不能检测撞击。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种头盔撞击检测方法和系统。

本发明解决其技术问题采用的技术方案是：提供一种头盔撞击检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

监测所述头盔的重力加速度传感器；

在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度；

根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器。

在本发明提供的头盔撞击检测方法中，在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度的所述步骤包括：

判断所述重力加速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；

根据所述中断信号，读取存储器中的所述三轴加速度值；

根据所述三轴加速度值计算所述合加速度。

在本发明提供的头盔撞击检测方法中，所述三轴加速度值包括x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器的所述步骤包括：

利用第一重力加速度判断算法和第二重力加速度判断算法分别获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和合加速度的撞击检测结果；

在任意一个撞击检测结果满足发生撞击的条件时，判断所述头盔发生撞击；

将所述撞击信息发送至服务器。

在本发明提供的头盔撞击检测方法中，利用第一重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组a中，利用所述第一重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第一重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组a，查找最大波峰值，将此最大波峰值对应的点a1作为第一波峰并记录a1的数组下标a1；

依次查找第一波峰a1后出现的第一波谷a2、第二波峰a3、第二波谷a4、……第n波峰a2n-1、第n波谷a2n，并记录各自对应的数组下标a2、a3、a4、a5……a2n-1、a2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波峰与第一波谷的差值n1、第二波峰与第一波谷的差值n2、第二波峰与第二波谷的差值n3……、第n波峰与第n波谷的差值n2n-1；

判断n1、n2、n3、……n2n-1是否大于满足第一预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组a中的参数发生撞击。

在本发明提供的头盔撞击检测方法中，利用第二重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组b中，利用所述第二重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第二重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组b，查找最大波谷值，将此最大波谷值对应的点b1作为第一波谷并记录b1的数组下标b1；

依次查找第一波谷b1后出现的第一波峰b2、第二波谷b3、第二波峰b4、……第n波谷b2n-1、第n波峰b2n，并记录各自对应的数组下标b2、b3、b4、b5……b2n-1、b2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波谷与第一波峰的差值m1、第二波谷与第一波峰的差值m2、第二波谷与第二波峰的差值m3……、第n波谷与第n波峰的差值m2n-1；

判断m1、m2、m3、……m2n-1是否满足第二预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组b中的参数发生撞击。

相应地，本发明还提供一种头盔撞击检测系统，其特征在于，包括：

监测模块，用于监测所述头盔的重力加速度传感器；

加速度获取模块，用于在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度；

判断模块，用于根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器。

在本发明提供的头盔撞击检测系统中，所述加速度获取模块包括：

中断信号生成单元，用于判断所述重力加速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；

读取单元，用于根据所述中断信号，读取存储器中的所述三轴加速度值；

计算单元，用于根据所述三轴加速度值计算所述合加速度。

在本发明提供的头盔撞击检测系统中，所述三轴加速度值包括x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，所述判断模块包括：

计算单元，用于利用第一重力加速度判断算法和第二重力加速度判断算法分别获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和合加速度的撞击检测结果；

判断单元，用于在任意一个撞击检测结果满足发生撞击的条件时，判断所述头盔发生撞击；

发送单元，用于将所述撞击信息发送至服务器。

在本发明提供的头盔撞击检测系统中，所述计算单元利用第一重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组a中，利用所述第一重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第一重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组a，查找最大波峰值，将此最大波峰值对应的点a1作为第一波峰并记录a1的数组下标a1；

依次查找第一波峰a1后出现的第一波谷a2、第二波峰a3、第二波谷a4、……第n波峰a2n-1、第n波谷a2n，并记录各自对应的数组下标a2、a3、a4、a5……a2n-1、a2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波峰与第一波谷的差值n1、第二波峰与第一波谷的差值n2、第二波峰与第二波谷的差值n3……、第n波峰与第n波谷的差值n2n-1；

判断n1、n2、n3、……n2n-1是否大于满足第一预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组a中的参数发生撞击。

在本发明提供的头盔撞击检测系统中，所述计算单元利用第二重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组b中，利用所述第二重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第二重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组b，查找最大波谷值，将此最大波谷值对应的点b1作为第一波谷并记录b1的数组下标b1；

依次查找第一波谷b1后出现的第一波峰b2、第二波谷b3、第二波峰b4、……第n波谷b2n-1、第n波峰b2n，并记录各自对应的数组下标b2、b3、b4、b5……b2n-1、b2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波谷与第一波峰的差值m1、第二波谷与第一波峰的差值m2、第二波谷与第二波峰的差值m3……、第n波谷与第n波峰的差值m2n-1；

判断m1、m2、m3、……m2n-1是否满足第二预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组b中的参数发生撞击。

本发明的头盔撞击检测方法和系统具有以下有益效果：通过本发明提供的头盔撞击检测方法，在发生撞击后能通过传感器采集加速度数据；然后根据撞击时加速度值的变化特征通过加速度判断算法实现撞击检测；然后将撞击的信息发送到服务器，以便于安全人员知道某个安全帽发送了重撞。

附图说明

图1为本发明一实施例提供的头盔撞击检测方法的流程图；

图2为本发明一实施例提供的头盔撞击检测系统的原理图；

图3是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的技术人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”和“第四”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以下结合附图和实施例对本发明做进一步的解释说明。

图1为本发明一实施例提供的头盔撞击检测方法的流程图；如图1所示，本发明提供的头盔撞击检测方法包括以下步骤：

s1、监测所述头盔的重力加速度传感器；

s2、在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度；

s3、根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器。

在本发明中，通过在头盔上设置一个带有fifo功能和能够设置一个中断阈值的的加速度传感器，首先将一个阈值设置到重力加速度传感器中间去，在发生撞击且加速度值大于设置的阈值会产生一个中断，延时一段时间以后，将fifo中的加速度值读取到mcu的一个数组中。因此，步骤s2包括以下子步骤：

判断所述重力加速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；

根据所述中断信号，读取存储器中的所述三轴加速度值；

根据所述三轴加速度值计算所述合加速度。

进一步地，所述三轴加速度值包括x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，在将fifo中的加速度值读取到mcu的一个数组中后，将x、y、z三个轴上的加速度取模然后分别放入一个数组中，然后对x轴加速度、y轴加速度、z轴加速度和合加速度分别应用以下计算算法判断是否发生撞击：

1.遍历整个数组，找到一个最大值，并记录数组下标。

2.在这个最大值之后再找一个临近点的最小值，并记录数组下标。

3.再在这个最小值之后寻找一个最大值，并记录数组下标，重复n次后得到2n个值。

4.将这2n个值中的第一个值减去第二个值，并取绝对值，然后第二个值减去第三个值取绝对值，以此重复2n-1次。

5.判断2n-1个值是否大于2n-1个相同或者不同的阈值，并记录是否都大于阈值。

6.判断数据下标之差是不是小于某个阈值。

7.将步骤1中的寻找最大值改为寻找最小值，重复2-6再次运用算法，得到的8次检测结果中如果有一次符合规律则认为发生了撞击。

因此，步骤s3包括以下子步骤：

利用第一重力加速度判断算法和第二重力加速度判断算法分别获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和合加速度的撞击检测结果；

在任意一个撞击检测结果满足发生撞击的条件时，判断所述头盔发生撞击；

将所述撞击信息发送至服务器。

进一步地，利用第一重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组a中，利用所述第一重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第一重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组a，查找最大波峰值，将此最大波峰值对应的点a1作为第一波峰并记录a1的数组下标a1；

依次查找第一波峰a1后出现的第一波谷a2、第二波峰a3、第二波谷a4、……第n波峰a2n-1、第n波谷a2n，并记录各自对应的数组下标a2、a3、a4、a5……a2n-1、a2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波峰与第一波谷的差值n1、第二波峰与第一波谷的差值n2、第二波峰与第二波谷的差值n3……、第n波峰与第n波谷的差值n2n-1；

判断n1、n2、n3、……n2n-1是否大于满足第一预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组a中的参数发生撞击。

需要说明的是，这里的第一预设条件是指n1、n2、n3、……n2n-1大于同一个预设阈值或n1、n2、n3、……n2n-1分别大于不同的预设阈值，本发明并不以此为限。

进一步地，利用第二重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组b中，利用所述第二重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第二重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组b，查找最大波谷值，将此最大波谷值对应的点b1作为第一波谷并记录b1的数组下标b1；

依次查找第一波谷b1后出现的第一波峰b2、第二波谷b3、第二波峰b4、……第n波谷b2n-1、第n波峰b2n，并记录各自对应的数组下标b2、b3、b4、b5……b2n-1、b2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波谷与第一波峰的差值m1、第二波谷与第一波峰的差值m2、第二波谷与第二波峰的差值m3……、第n波谷与第n波峰的差值m2n-1；

判断m1、m2、m3、……m2n-1是否满足第二预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组b中的参数发生撞击。

需要说明的是，这里的第二预设条件是指m1、m2、m3、……m2n-1大于同一个预设阈值或m1、m2、m3、……m2n-1分别大于不同的预设阈值，本发明并不以此为限。

通过本发明提供的头盔撞击检测方法，在发生撞击后能通过传感器采集加速度数据；然后根据撞击时加速度值的变化特征通过加速度判断算法实现撞击检测；然后将撞击的信息发送到服务器，以便于安全人员知道某个安全帽发送了重撞。

图2为本发明实施例提供的头盔撞击检测系统的原理图；如图2所示，本发明的头盔撞击检测系统包括：

监测模块210，用于监测所述头盔的重力加速度传感器；

加速度获取模块220，用于在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度；

判断模块230，用于根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器。

具体地，所述加速度获取模块包括：

中断信号生成单元，用于判断所述重力加速度传感器的数值是否大于预设阈值，如果大于，则生成中断信号；

读取单元，用于根据所述中断信号，读取存储器中的所述三轴加速度值；

计算单元，用于根据所述三轴加速度值计算所述合加速度。

进一步地，所述三轴加速度值包括x轴加速度、y轴加速度和z轴加速度，所述判断模块包括：

计算单元，用于利用第一重力加速度判断算法和第二重力加速度判断算法分别获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和合加速度的撞击检测结果；

判断单元，用于在任意一个撞击检测结果满足发生撞击的条件时，判断所述头盔发生撞击；

发送单元，用于将所述撞击信息发送至服务器。

进一步地，所述计算单元利用第一重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组a中，利用所述第一重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第一重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组a，查找最大波峰值，将此最大波峰值对应的点a1作为第一波峰并记录a1的数组下标a1；

依次查找第一波峰a1后出现的第一波谷a2、第二波峰a3、第二波谷a4、……第n波峰a2n-1、第n波谷a2n，并记录各自对应的数组下标a2、a3、a4、a5……a2n-1、a2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波峰与第一波谷的差值n1、第二波峰与第一波谷的差值n2、第二波峰与第二波谷的差值n3……、第n波峰与第n波谷的差值n2n-1；

判断n1、n2、n3、……n2n-1是否大于满足第一预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组a中的参数发生撞击。

进一步地，所述计算单元利用第二重力加速度判断算法获得所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度的撞击检测结果的所述步骤包括：

将所述x轴加速度、所述y轴加速度、所述z轴加速度和所述合加速度分别代入数组b中，利用所述第二重力加速度判断算法进行撞击检测判断，其中，所述第二重力加速度判断算法包括以下步骤：

遍历数组b，查找最大波谷值，将此最大波谷值对应的点b1作为第一波谷并记录b1的数组下标b1；

依次查找第一波谷b1后出现的第一波峰b2、第二波谷b3、第二波峰b4、……第n波谷b2n-1、第n波峰b2n，并记录各自对应的数组下标b2、b3、b4、b5……b2n-1、b2n，其中，n为大于等于3的整数；

计算第一波谷与第一波峰的差值m1、第二波谷与第一波峰的差值m2、第二波谷与第二波峰的差值m3……、第n波谷与第n波峰的差值m2n-1；

判断m1、m2、m3、……m2n-1是否满足第二预设条件，如果满足，则判断相邻的数组下标之差是否小于数组下标预设值，如果小于，则判定代入数组b中的参数发生撞击。

关于上述实施例中的系统，其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述，此处将不做详细阐述说明。

参见图3，图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图，所述电子设备300，可以包括：

处理器310、存储器320、通信接口330和总线340；

所述处理器310、所述存储器320和所述通信接口330通过所述总线340连接并完成相互间的通信；

所述存储器320存储可执行程序代码；

所述处理器310通过读取所述存储器320中存储的可执行程序代码来运行与所述可执行程序代码对应的程序，以用于执行一种头盔撞击检测方法；其中，一种头盔撞击检测方法，包括以下步骤：

监测所述头盔的重力加速度传感器；

在所述重力加速度传感器发生中断时，读取所述重力加速度传感器的三轴加速度值并根据所述三轴加速度值计算合加速度；

根据所述三轴加速度值和所述合加速度，判断所述头盔是否发生撞击，并在发生撞击时，将撞击信息发送至服务器。

本发明实施例还提供了一种存储介质，其中，该存储介质用于存储应用程序，所述应用程序用于在运行时执行本发明实施例所述的一种头盔撞击检测方法。

本发明实施例还提供了一种应用程序，其中，该应用程序用于在运行时执行本发明实施例所述的一种头盔撞击检测方法。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：u盘、只读存储器(rom，read-onlymemory)、随机存取存储器(ram，randomaccessmemory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，其中，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。