基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統的製作方法
2023-04-25 20:11:36
專利名稱：基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及採用運動傳感器獲取生物體自身運動參數和採用生物傳感器獲
取生物體的生物特徵信息來分析生物體突發疾病的誘因或徵兆，為科學分析突發疾病的發 病機理提供手段，特別是涉及採用加速度傳感器、方位傳感器計算運動軌跡並採用多個位 置參考點修正運動軌跡獲得自身運動軌跡的方法，並結合生物特徵信息實現的疾病信息分 析的系統。
背景技術：
突發疾病的突然性、異常性、不可重複性造成對於突發疾病的發生十分難以預測， 而且突發疾病的發病機理通過現有的技術手段也難以得到科學的數據資料。而在運動後或 在戶外走動等情況下突發疾病機率更大，也更難把握髮病前後是否出現相關徵兆，或者突 發疾病與運動是否相關？或者突發疾病與經過的路途中某個環境有關？這些問題的存在 往往使醫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 動參數的跟蹤技術問題，也涉及將運動信息與生物特徵信息進行關聯分析的技術問題。 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，為人們確定方位提供了一種方便的解決方法，但由於其職能 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。星象儀的出現並結合羅盤，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。 衛星技術的發展，建立全球衛星導航系統，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，並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量級，成為現代主要定位工具和導航工具，但衛星導航 系統需要高昂的衛星系統作支撐，同時在山谷、丘壑、洞穴等環境中，由於物體的遮擋無法 感知衛星信息導致無法定位的情形。 隨著移動通訊網絡的發展，人們也研究了採用移動通訊網絡的固定基站的信息、 並藉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 區域分布密度太低導致解析度很低。而且移動基站的覆蓋存在很多盲點，因此出現無法定 位和確定運動軌跡的情形。
發明內容本發明所要解決的技術問題是如何有效地分析生物體突發疾病的機理，提出一種 測量生物體的位置、運動軌跡、運動參數的方法和設備並結合生物體的生物特徵來分析突 發疾病的發生機理，並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，不僅對於野外旅遊獲作業的人員避免迷失道路和方向十分重要；對於生物體突發 疾病前後是否出現發病徵兆以及發病機理的完全了解十分重要。本發明通過運動物體自帶 方位傳感器、加速度傳感器並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
4和位置以及運動過程的運動軌跡，以解決或部分解決現有位置定位技術或運動軌跡跟蹤技 術的不足。同時將運動特徵信息與生物特徵信息相結合用於分析突發疾病的發病機理。 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於 地球上某個參考點參考面的物理坐標，如經度和諱度，也可用相對於某個參考點的方位和 距離來表示，如北京正東方向距離北京100公裡處。還可以增加上海拔高度的數據來指示 物體的位置。
術語說明本發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於
地球上某個參考點參考面的方位坐標，如用相對於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。 術語說明本發明所指的海拔高度、位置、方位等信息都是用於測量物體相對於地 球環境(包含地球本身及繞地球旋轉運動的空域)的數據信息，是地球地理學所描述的概 念。
術語說明本發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。
術語說明本發明中"物體"術語與"生物體"術語等同。 為解決運動參數測量問題，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據來計算物體的位置和運動軌跡，並引入至少一個 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運動軌跡、加速度變化、速度變化信息；為解決 生物特徵信息的獲取，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徵信息的變化。然後將運動特徵信息與生物特徵信息進行結合分析物 體運動參數變化與生物特徵信息的變化規律，一旦突發疾病發作。可以立即獲得發病前後 的運動參數和生物特徵信息的變化規律，準確了解發病機理，實現準確的疾病判斷。進一步 描述如下 —種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析方法，所述方法包含測量運動
參數如加速度、運動軌跡等的運動傳感器電路和測量人體生物特徵如脈搏、心率、血糖等的
生物傳感器，對於人體在發病前後一段時間的運動特徵和生物特徵進行記錄，然後採用綜
合分析的方法分析突發疾病前出現引起疾病的誘因或出現引起疾病的生物特徵的變化徵
兆，對於準確判疾病提供更加準確的信息，同時也便於醫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，其生物特徵信息在運動過程中的變化，可以判斷
運動或特定場所對於疾病發生的影響。通過建立運動特徵、運動軌跡與生物特徵的數學模
型和數據處理實現更加科學合理的病因分析方法。 包含如下步驟 步驟1 :記錄生物體的運動參數和生物特徵參數； 步驟2 :建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫；
5[0019] 步驟3 :根據所述生物特徵參數和疾病生物特徵醫學資料庫得到生物特徵參數異 常信息，包括出現異常的時間、頻度、幅度等； 步驟4 :將生物特徵參數異常信息與生物體的運動參數關聯，得到運動參數的變
化與生物特徵參數異常信息的關係，實現突發疾病的誘因分析和/或病理分析。 其中運動參數包含物體運動軌跡，而運動軌跡可以進一步跟蹤生物體在突發疾病
發生前經過的環境，使突發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境。 對於運動參數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。對於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，其特徵是包括如下步驟 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並結合物體當前的運動參考點計
算物體的運動軌跡，並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，得到經過修正後的物體的運動
軌跡，並將所述物體的經過修正後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，其特徵是包括如下步驟 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並結合物體當前的運 動參考點計算物體的運動軌跡，並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，得到經過修正後的物體的運動 軌跡，並將所述物體的經過修正後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。 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，上述第四步後可以進一步包
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後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳 遞到後面的測量和計算中。 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後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 者在第四步後進一步包含將所述經過修正後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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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，其特徵是包括如下步驟 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，並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，並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/或第五步後
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後續運動的參考點，前面的測量和計算
誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。[0052] 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，在上述第三步後 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 所述物體中呈現或存儲物體運動軌跡；或者在上述第五步後可以進一步包含將所述經過修 正後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 或存儲經過修正後的物體運動軌跡。 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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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、對於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。 對於生物特徵信息的獲取以及與運動參數的關聯，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生變化，汗液 中的成份也許發生變化。通過運動過程出現的生物特徵變化可以分析突發疾病的發病機 理，特別是當生物體經過某個特定環境，比如有毒氣體，生物體吸入後會反映到上述生物特 徵傳感器中，但由於生物體的抗病能力，可能不會疾病立即出現，但經過一段時間後可能會 突發疾病，生物體可能已經離開有毒環境，如果沒有本發明的運動軌跡跟蹤和生物特徵的 獲取，將無法使醫生立即指導突發疾病的誘因，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徵信息的顯著變化，但疾病的發生卻可能是延後 一定時間，通過本發明的方法就可以立即指導曾經出現的狀況。還可能出現某些運動或環 境使生物特徵信息多次變化，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 間或次數累積到一定後引起疾病的突然發生。採用本發明的方法就可以迅速分析出發病誘 因和發病機理。 同時本發明的方法還可以進一步通過設定生物特徵異常變化的判定指標，當生物 特徵變化超越這些判定指標後，認為生物體可能突發疾病，可以在疾病尚未發生時提供預 警信息，提醒生物體採取必要手段來避免突發疾病的發生，實現對於突發疾病的預測和預 防。 根據上述方法可以實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統。 突發疾病分析系統的第一種方案是 1、一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統包含如下部件 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，用於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相對於位置參考點的運動
軌跡並存儲在存儲部件中；採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徵參數；並將生物特徵參數與物體的運動參數
進行關聯，給出每個時刻物體的生物特徵與運動參數的關聯數據。 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫； 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 於系統的運動軌跡進行修正，得到修正後的系統相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存 儲部件中。 2、在上述系統中，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，上述系統經過所述位置參考 點時將該位置參考點設定為系統當前的運動參考點，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當前的位 置信息和後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。 4、當需要將系統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 知系統的位置和運動軌跡，則該系統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後的運動軌跡，在所述遠端設 備中存儲和/或展示系統運動軌跡。 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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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 還可以包含電子地圖信息並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。 7、上述系統中，可以進一步設定生物特徵參數的判定指標後，當生物特徵參數超 過判定指標時立即發出預警信號。 8、上述判定指標可以是生物特徵的變化幅度值，也可以是生物特徵異常變化的頻度值。 基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統的第二種方案是 1、一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統包含如下部件 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；採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徵參數；並將生物特徵參數與物體的運動參數進行關
聯，給出每個時刻物體的生物特徵與運動參數的關聯數據。 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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在遠端設備中； 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫； 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 於系統的運動軌跡進行修正，得到修正後的系統相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存 儲部件中。 2、在上述系統中，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相對於位置參考點的運動 軌跡並存儲在所述存儲部件中。 4、上述系統可以進一步包含信息顯示部件，用於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，上述系統經過所述位置參考
10點時將該位置參考點設定為系統當前的運動參考點，並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相對於位置參考 點的經過修正的運動軌跡並存儲在遠端設備中。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當前的位置信 息和後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。 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相對於位置參考點的經過 修正的運動軌跡並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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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 還可以包含電子地圖信息並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。 10、上述系統中，可以進一步設定生物特徵參數的判定指標後，當生物特徵參數超 過判定指標時立即發出預警信號。 11、上述判定指標可以是生物特徵的變化幅度值，也可以是生物特徵異常變化的
頻度值。 基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統的第一種方案是 1、一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統包含如下設備 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，所述電子系統包含如下部分 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，用於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相對於位置參考點的運動
軌跡並存儲在存儲部件中；採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徵參數；並將生物特徵參數與物體的運動參數
進行關聯，給出每個時刻物體的生物特徵與運動參數的關聯數據。 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫； 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 於系統的運動軌跡進行修正，得到修正後的系統相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存 儲部件中。 2、在上述系統中，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、上述系統可以進一步包含信息顯示部件，用於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，上述系統經過所述位置參考
點時將該位置參考點設定為系統當前的運動參考點，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當前的位
置信息和後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。 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，所述系統還可
以包含電子地圖信息並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電子地
圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。 7、上述系統中，可以進一步設定生物特徵參數的判定指標後，當生物特徵參數超 過判定指標時立即發出預警信號。 8、上述判定指標可以是生物特徵的變化幅度值，也可以是生物特徵異常變化的頻 度值。基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統的第二種方案是 1、一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統包含如下設備 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，所述電子系統包含如下部分 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，用於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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存儲部件中；採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徵參數；並將生物特徵參數與物體的運動參數
進行關聯，給出每個時刻物體的生物特徵與運動參數的關聯數據； 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫； 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，系統將所述運動軌跡、生物特徵參數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/或展示系統運動軌跡、生物體的生物特徵。 上述系統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
信息對於系統的運動軌跡進行修正，得到修正後的系統相對於位置參考點的運動軌跡並存
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，系統將所述修正後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後的運動軌
跡，在所述遠端設備中存儲和/或展示系統運動軌跡、生物體的生物特徵。 2、在上述系統中，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、上述系統可以進一步包含信息顯示部件，用於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，上述系統經過所述位置參考
點時將該位置參考點設定為系統當前的運動參考點，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當前的位
置信息和後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。 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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電
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 還可以包含電子地圖信息並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。 8、上述系統中，可以進一步設定生物特徵參數的判定指標後，當生物特徵參數超 過判定指標時立即發出預警信號。 9、上述判定指標可以是生物特徵的變化幅度值，也可以是生物特徵異常變化的頻 度值。基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統的第三種方案是 1、一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病網絡系統包含如下設備[0150] 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，所述電子系統包含如下部分 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，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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在遠端設備中；採用三軸方 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 生物特徵參數；並將生物特徵參數與物體的運動參數進行關聯，給出每個時刻物體的生物 特徵與運動參數的關聯數據。 在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫； 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 於系統的運動軌跡進行修正，得到修正後的系統相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存 儲部件中。 2、在上述系統中，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相對於位置參考點的運動 軌跡並存儲在所述存儲部件中。 4、上述系統可以進一步包含信息顯示部件，用於顯示物體的運動軌跡，所述信息 顯示部件接信息處理部件。
14[0168] 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，上述系統經過所述位置參考
點時將該位置參考點設定為系統當前的運動參考點，並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相對於位置參考
點的經過修正的運動軌跡並存儲在遠端設備中。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當前的位置信
息和後續運動的參考點，前面的測量和計算誤差就不會傳遞到後面的測量和計算中。 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相對於位置參考點的經過
修正的運動軌跡並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並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 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 還可以包含電子地圖信息並將所述運動軌跡和/或經過修正後的運動軌跡標註在所述電 子地圖信息獲得物體在電子地圖上的指示或展示。 10、上述系統中，可以進一步設定生物特徵參數的判定指標後，當生物特徵參數超 過判定指標時立即發出預警信號。 11、上述判定指標可以是生物特徵的變化幅度值，也可以是生物特徵異常變化的
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的運動軌跡。 方向傳感器給出相對於地球磁場北極的方向參數如以正北極方向為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。採用三軸方向傳感器，可以測量 被測對象相對於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 軸加速度傳感器的製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於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。由於高度的變化對於地磁的變化影響小，需要採用 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於標準坐標系的角度就是加速度三軸方向相對於標準坐標系 的角度。在系統上安裝的三軸方向傳感器的方向通常定義為將系統正面朝上水平正常姿態放置，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);由於正切函數是180度周期，為了計算360度的方位 角，採用如下分段公式 方位角=90度，當Hx = 0， Hy 0時； 方位角=180_arcTan(Hy/Hx)*180/Ji度，當Hx 0時。 由於系統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①和橫滾角9 。採用如下公式轉 換為沒有俯仰角度和沒有橫滾角度的方位等效值 Hx = Hx，化os(①)+Hy， *sin( 9 )*sin(d)_Hz， *cos( 9 )*sin(d); Hy = Hy， *cos( 9 )+Hz， *sin( 9 );方位角=arcTan (Hy/Hx) 並按如下分段函數確定360度的方位角 方位角=90度，當Hx = 0， Hy 0時 方位角=180-arcTan(Hy/Hx)* 180/Ji度，當Hx〈0時；方位角二 arcTan(Hy/ Hx)*180/ji度，當HxX)，Hy〈0時；方位角二 360-ar cTan (Hy/Hx)* 180/Ji度，當HxX)， 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於水平面上的運動加速度分量。設定三軸方向 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 Ax = Ax， *cos(C>)+Ay， *sin( 9 )*sin(C>)_Az， *cos( 9 )氺sin(①)； Ay = Ay， *cos( 9 )+Az， *sin( 9 ) 為了能夠確定運動軌跡，需要將上述加速度分量數據進一步轉換為標準坐標下的 加速度分量，用Anx、Any表示。 Anx = Ax*cos(方位角)+Ay*sin(方位角)； Any = _Ax*sin(方位角)+Ay*cos(方位角) 在具體實現中，還需要考慮磁偏角的影B向，可以將位置參考裝置如非移動標誌物 所在位置的磁偏角存入系統中，當非移動標誌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誌物所在的磁偏角作為進入下一個標誌物之前的 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。初始位置坐標採 用設定位置參考裝置如非移動標誌物的位置坐標作為初始位置坐標。可以作為初始位置 坐標的非移動標誌物包括組織的總部建築物、各個分部的建築物、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/發射裝置，每個位置參考裝置存儲了其所在標誌物的坐標值，通過射頻感應/發射裝置可以與系統的通訊部件進行通 訊， 一旦系統靠近非移動標誌物，相應的位置參考裝置通過射頻感應/發射裝置就會把標 志物的位置坐標發送給系統，此時系統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/發射裝置就會把標誌物的磁偏角信息發送給 系統，此時系統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於計算誤差 的累積。而所有非移動標誌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的著名建築標誌為坐標原點。對於其它標 志建築物需要參考國家頒布的數字地圖或商業數字地圖中讀取所標定建築物的坐標，然後 相對於指定的坐標原點計算出其它建築物標誌的位置坐標。每當物體進入一個新的參考點 的通訊範圍之內時，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生運動 的最後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 體已發生運動的每個時刻的加速度與加速度採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 V0x = E Ax (j) *T (j) ; V0y = E Ay (j) *T (j) 其中T(j)為物體已經發生運動的每個加速度採樣時間點序列。 Sx = Xref + E 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次採樣計算得到的加速度分量值，T(i)是採樣間隔時間。 這裡由於採樣間隔時間為毫秒級，把採樣間隔之間的加速度認為沒有變化對於一般的運動 物體來說是可以的。從而得到物體的運動軌跡。 本發明的有益效果採用本發明的技術可以不僅對於野外旅遊獲作業的人員避免 迷失道路和方向十分重要；對於生物體突發疾病前後是否出現發病徵兆以及發病機理的完 全了解十分重要。採用本發明的方法就可以迅速分析出發病誘因和發病機理。同時本發明 的方法還可以進一步通過設定生物特徵異常變化的判定指標，當生物特徵變化超越這些判 定指標後，認為生物體可能突發疾病，可以在疾病尚未發生時提供預警信息，提醒生物體採 取必要手段來避免突發疾病的發生，實現對於突發疾病的預測和預防。
圖1是第一種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理 圖。 圖2是第二種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理 圖。 圖3是第三種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理 圖。 圖4是第四種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理 圖。 圖5是在移動系統上實現運動軌跡自測量和生物特徵參數測量的功能模塊圖。 圖6是本發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。[0208] 圖7是本發明在遠端設備上實現運動軌跡和生物特徵顯示的系統功能模塊示意 圖。 圖8是第一種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析網絡系統拓撲 圖。 圖9是第二種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析網絡系統拓撲 圖。 圖10是本發明基於網絡計算在運動物體上實現運動軌跡自測量和生物特徵參數 測量的功能模塊示意圖
具體實施方式
本發明的核心點在於，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
徵參數體溫、血壓、血糖、汗液成份等，並建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫；根據
生物特徵參數和醫學資料庫得到生物體出現異常生物特徵參數的時間、次數、幅度等，並結
合生物體的運動特徵參數來分析出現異常生物特徵參數的誘因，從而分析生物體突發疾病
的發病機理。而物體的運動特徵參數的獲得主要採用內置加速度傳感器和方位傳感器，通
過信息處理器對於加速度傳感信號和方位傳感信號進行處理獲得運動或行動裝置的運動
軌跡或路徑，同時為了解決由於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。
以下結合附圖進一步描述本發明的具體實施方案。 圖1是第一種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理 圖。在該圖中，物體上的自測量系統安裝的三軸方向傳感器101和三軸加速度傳感器102採 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位化模塊104轉變為數位訊號， 然後將數位訊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 裝的生物特徵傳感器包括體溫傳感器151、血壓傳感器152等通過信號數位化模塊104轉變 為數位訊號，然後將數位訊號傳遞到信息處理模塊105計算物體的生物特徵參數。圖中只 畫出了兩個生物特徵傳感器，根據實際需要可以增加其他生物特徵傳感器如汗液傳感器、 血糖傳感器等。根據實際應用的需要，可以進一步採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後可以計算出物體的運動軌跡或路徑，然後存儲到運動路徑存儲 體lll中。為了解決由於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，在系統中增加參考位置 採集與更新模塊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，在本實施例中採用無線通訊方式，採用無線射頻收發器103與參考位 置採集與更新模塊106連接。無線射頻收發器103 —般採用近距離無線通訊方式近場通 訊(NFC，Near-Field Communication)方式，射頻電子標籤(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。然後將參考位置採集與更新模塊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
18將參考位置採集與更新模塊106獲得的參考位置信息傳遞到路徑計算模塊110參與運動軌跡或路徑的計算。本具體實施例中，當所採用三軸方向傳感器101和三軸加速度傳感器102已經是數位化輸出時，信號數位化模塊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徵醫學資料庫，該資料庫中給出了疾病與生物特徵參數異常變化的關係資料庫。信息處理模塊105根據疾病生物特徵醫學資料庫和獲取的生物特徵傳感器的傳感信號可以給出某種疾病發病的可能，可以進一步在信息處理模塊105設定生物特徵異常變化的頻度、幅度的門限值，當生物特徵異常變化超過門限值時，給出突發疾病的預警信息。在研究突發疾病的發病機理時，信息處理模塊105同時給出生物體在每個時刻各種運動參數和生物特徵參數，運動參數包括運動軌跡、加速度、速度，生物特徵參數包括體溫、血壓、血糖等信息；把運動軌跡與數字電子地圖相結合，當生物體經過某個路段或環境時如果出現生物特徵參數的異常變化時，可以進一步通過了解該路段或環境的特定氣候或環境狀況，為突發疾病的病因分析和病理分析提供科學的參考數據信息。 由於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是第三種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理圖。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。 在具體實現中，還需要考慮磁偏角的影B向，可以將位置參考裝置如非移動標誌物所在位置的磁偏角存入系統中，當非移動標誌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誌物所在的磁偏角作為進入下一個標誌物之前的磁偏角。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是第二種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理圖。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，通過無線射頻收發器103、參考位置採集與更新模塊106接收得到。同時為了進一步優化該方案，還增加了正弦函數查找表124和餘弦函數查找表125以提高信息處理模塊105的計算速度。因為在本發明的實現中涉及到大量的正弦函數、餘弦函數的計算，因此預先存儲正弦函數查找表124和餘弦函數查找表125可以加快計算速度。[0217] 圖4是第四種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統工作原理圖。圖4所示方案結合了圖2和圖3的方案，既解決了由於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是在移動系統上實現運動軌跡自測量和生物特徵參數測量的功能模塊圖。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轉換模塊502轉換為數位訊號後送到處理器503中，同時射頻收發模塊506將參考位置信息接收到後傳送到處理器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徵參數。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徵參數通過射頻收發模塊506發送到參考位置處的系統中，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是本發明基於網絡計算在運動物體上實現運動軌跡自測量和生物特徵參數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轉換模塊502轉換為數位訊號後送到處理器503中，同時射頻收發模塊506將參考位置信息接收到後傳送到處理器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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在遠端設備中；然後在所述處理器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相對於位置參考點的運動軌跡並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需要採用有線通訊模塊或無線通訊模塊。本實現實例中採用射頻收發模塊602通過無線通訊方式與運動或移動的物體之間通訊。 圖7是本發明在遠端設備上實現運動軌跡和生物特徵顯示的系統功能模塊示意圖。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徵參數進行遠端展示時，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徵參數傳遞到遠端設備中。圖7是遠端設備的實現實例，包含與處理器703連接的網絡接入網關701、資料庫702、路徑繪製程序707。其中網絡接入網關701根據實現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後傳遞給處理器703。路徑繪製程序707完成將運動或移動的物體的運動軌跡或路徑繪製到遠端設備的顯示部件中，以可視化的方式展現出來。資料庫702是為了實現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徵參數的檢索、管理。具體實現中，可以進一步增加數字地圖存儲體704，存儲數字地圖信息，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徵參數。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徵參數還可以進一步通過WEB伺服器706傳遞到其他設備中，被多個設備獲取或被訪問。 圖8是第一種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析網絡系統拓撲圖。設置有四個參考位置分別為第一參考建築物801、第二參考建築物802、第三參考建築物803、第四參考建築物804，每個參考建築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與管理伺服器805之間可以採用有線信
20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之間也可以採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在第二參考建築物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。然後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在第一參考建築物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獲得位置信息對於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築物時，通過相應建築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徵參數。該系統中還設置了管理伺服器805。管理伺服器805可以通過與設置於每個參考建築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徵參數，從而實現物體中的軌跡或路徑信息以及每個時刻生物體特徵參數的遠程展示和物體的跟蹤。 圖9是第二種實現基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析網絡系統拓撲圖。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築物901、第二參考建築物902、第三參考建築物903、第四參考建築物904，每個參考建築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與管理伺服器905之間的連接是通過現有的通訊網絡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在第二參考建築物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。然後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伺服器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在第一參考建築物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獲得位置信息對於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伺服器905，也可以直接通過現有的通訊網絡920傳遞到管理伺服器905，從而實現物體中的軌跡或路徑信息以及每個時刻生物體特徵參數的遠程展示和物體的跟蹤。
2權利要求一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統，其特徵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，用於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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在存儲部件中；在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫；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，其特徵是所述生物傳感器包含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。
3. 根據權利要求1或2所述的系統，其特徵是進一步包含海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡。
4. 一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統，其特徵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；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相對於位置參考點的運動軌跡並存儲在遠端設備中；在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫；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。
5. 根據權利要求4所述的系統，其特徵是所述生物傳感器包含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。
6. 根據權利要求4或5所述的系統，其特徵是進一步包含海拔高度傳感器，獲得物體的三維運動軌跡c
專利摘要本實用新型提出一種基於運動傳感器和生物傳感器的突發疾病分析系統，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，用於根據傳感器信號結合位置參考點的位置信息計算系統相對於位置參考點的運動軌跡；並將生物特徵參數與物體的運動參數進行關聯，給出每個時刻物體的生物特徵與運動參數的關聯數據；在所述信息處理部件中建立或預先存儲疾病生物特徵醫學資料庫；所述系統對於人體在發病前後一段時間的運動特徵和生物特徵進行記錄，然後採用綜合分析的方法分析突發疾病前出現引起疾病的誘因或出現引起疾病的生物特徵的變化徵兆，對於準確判疾病提供更加準確的信息，同時便於醫務工作者才去更有效的治療手段。
文檔編號A61B5/11GK201514635SQ200920222620
公開日2010年6月23日 申請日期2009年9月7日 優先權日2009年9月7日
發明者須清 申請人:北京派瑞根科技開發有限公司