骑行、滑雪、户外运动越来越火,安全问题也跟着来了。头盔戴上了,被动保护有了,但如果人摔懵了、动不了,谁能帮你发求救信息?

最近就有做运动头盔的客户找到我们,提了几个很实在的需求:
第一,定位要准。能实时看到人在哪,骑过的路能生成轨迹,方便事后查看或者分享。
第二,能感知出事。跌落、碰撞、翻滚这三种情况,头盔得自己"知道"。
第三,出事能求救。检测到异常之后,在规定时间内自动通过手机把位置发出去,SOS信息推给紧急联系人。
精度民用级就行,尺寸别太离谱,成本要优先考虑。
聊完一圈,客户的核心问题其实就一个:现有头盔怎么变得"能感知、能求救"?
怎么实现?GPS定位+六轴IMU
单做一个定位模块不难,但只靠GPS根本判断不了"人是正常骑行还是摔了"。
我们给的思路是:GPS定位模块+六轴IMU传感器+主控芯片+检测算法,四样东西凑一起,各干各的活。
GPS负责拿位置信息,六轴IMU负责感知运动状态,主控负责跑算法,算法负责判断"这到底是不是出事"。
六轴IMU里面包含一个三轴加速度计和一个三轴陀螺仪。加速度计测的是"冲击力大小",陀螺仪测的是"姿态变化快慢"。跌落的时候会有瞬间失重和撞击;碰撞的时候加速度会剧烈突变;翻滚的时候角度持续变化。把这些数据拿过来,算法就能把这三种状态分辨出来。
检测到事故之后,系统通过蓝牙或者WiFi把位置信息和求救指令推给手机APP,由APP完成最终的消息发送。
市面上已经有不少类似的开源项目验证过这条路。用MPU6050这种六轴传感器配合阈值算法,通过信号向量幅值(SVM)来判断冲击强度,基本能做到有效识别。复杂一点的会上机器学习模型,进一步降低误报率——毕竟"急刹车"和"真撞了"在数据上还是有区别的。
这套方案到底划不划算?
对头盔厂商来说,这套方案有几个看得见的好处:
成本可控。民用级精度够用,不需要上高成本的工业级或车规级器件。六轴IMU芯片本身已经非常成熟,价格也透明。尺寸方面,现在的模组做得很小,塞进头盔里没什么压力。
落地门槛不高。天工测控在GNSS定位这块干了十几年,GPS模块是现成的。惯导模块那边也内部集成了3轴加速度计和3轴陀螺仪,支持BDS定位或者BDS+INS组合导航定位。模块本身还支持其他传感器接入定制,可以按客户需求灵活搭配。
开发有参考。跌落、碰撞、翻滚的检测算法我们这边有参考实现,技术文档可以开放给客户。如果客户自己有主控和算法团队,直接拿模组去集成就行;如果团队资源有限,也可以走定制开发的路子。
产品有差异化。普通头盔和"能自动求救的智能头盔",在终端用户那里的认知完全不一样。尤其对于经常跑长途的骑友、喜欢野雪道的滑雪爱好者,这个功能是实打实的刚需。
为什么用头盔本身的传感器,而不是依赖手机?
有客户问过:现在手机不也有GPS和加速度传感器吗,直接用手机APP判断不行吗?
理论上可以,但实际有个问题——手机放在口袋里、绑在车把上、或者摔出去的时候飞走了,它感知到的运动和头盔经历的冲击完全不是一回事。装在头盔里的传感器能最直接地捕捉头部受到的冲击和姿态变化,这是手机做不到的。
另外,头盔本身具备通信能力的另一个好处是:即使手机摔坏了、没电了,头盔这套系统如果独立供电、独立通信(比如加一个GSM模块),依然能发出求救信息。当然要不要做到这个程度,取决于成本和产品定位。