基于可穿戴设备的独居老人跌倒检测系统研究
发布时间：2021-04-06 07:44
独居老人的安全问题随着我国独居老人数量的增加日益引起社会关注。独居老人跌倒后不能及时告警得到救助而造成严重后果甚至危及生命,使得跌倒成为威胁独居老人安全的第一因素。因此,设计一套可随身穿戴、能够在老人跌倒时准确判别、主动报警的系统,对于保障独居老人生活安全,提高其生活质量,有着较为突出的工程价值和社会意义。基于人体跌倒的运动学特征,本文设计了一套基于可穿戴设备的跌倒检测系统,使用先进的九轴运动传感器实时获取人体姿态角信息,同时将基于加速度传感器的跌倒检测算法与人体姿态检测算法结合,设计了基于多级阈值的跌倒检测算法,提高了跌倒判别的准确性。论文所做的主要工作有:1、分析阐述了研究独居老人跌倒检测系统的现实意义,介绍当前已有的跌倒检测技术,最终确定了本文基于可穿戴设备的跌倒检测方案及以阈值为基础的跌倒判断方法;介绍了人体运动姿态及跌倒相关的理论,通过对人体各部位质量占比确定检测系统佩戴的最佳位置,结合最佳位置建立人体笛卡尔坐标系对人体的跌倒过程进行了详细分析,同时引入人体姿态角参数进行姿态解算。2、明确系统需求,完成了系统总体方案设计及具体硬件平台搭建,完成了包括微处理器、人体运动传感器、...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人体行为笛卡尔坐标系
图 2.3 人体跌倒过程示意图1）跌倒发生阶段：当跌倒行为刚刚开始时，此时身体的加速度、角速度以及并未来得及发生变化，但身体的平衡状态已被打破；2）下跌阶段：从身体失去平衡开始，人体的双脚会逐渐离开地面，由于受到用，人体会自由向下跌落，此时人体处于失重状态，因为人体此时只受到重力身体与地面或其他较低物体发生碰撞前的一瞬间速度会逐渐增大并最终增大至值，在此过程中，人体加速度、角速度、姿态角等均会发生明显变化；3）撞击阶段：当人体与地面或其他较低物体发生撞击前的一瞬间身体向下的到最大值，当撞击发生时，身体由于与地面或其他物体突然发生碰撞，速度在间内骤减至零，此时人体的加速度会发生剧烈变化，此时也是对人体造成伤害4）恢复阶段：无论跌倒行为最终是否对人体造成了严重的损伤，人在跌倒后段时间内身体会处于一种相对静止的状态，一般表现为躺在地面一段时间，相体的加速度在此过程中呈现相对平稳的趋势。据物理现象分析来看，当人体发生跌倒时，整个过程中一定伴随着能量的快速
基于可穿戴设备的独居老人跌倒检测系统研究也能够实现远程无线通信和定位功能，当检测到用户发生跌倒后，系统将自动进入时，用户在一定时间内可以手动取消报警，时间超出后系统将自动向子女发出报警信息，并拨打电话至社区医疗机构。系统整体设计方案如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]发达国家互助养老的典型模式与经验借鉴[J]. 金华宝. 山东社会科学. 2019(02)
[2]老年人救星:带有安全气囊的腰带[J]. 大数据时代. 2018(02)
[3]基于SVMKNN的老人跌倒检测算法[J]. 张舒雅,吴科艳,黄炎子,刘守印. 计算机与现代化. 2017(12)
[4]基于阈值与PSO-SVM的人体跌倒检测研究[J]. 孙晓雯,孙子文,秦昉. 计算机工程. 2016(05)
[5]老年人跌倒检测系统的研究现状与发展趋势[J]. 高青,陈洪波,冯涛,朱振朋. 医疗卫生装备. 2015(12)
[6]阿氏跌倒风险评估法在住院老年患者预防跌倒中的干预作用[J]. 李婉妮,魏欢,李玺,王妮,姚婕. 中国老年学杂志. 2014(14)
[7]基于四元数自补偿四旋翼飞行器姿态解算[J]. 马敏,吴海超. 制造业自动化. 2013(23)
[8]96例住院患者跌倒的根本原因分析及对策[J]. 崔妙玲,应燕萍,彭雪娟,赵琳,杨丽,黄惠桥. 中国护理管理. 2013(02)
[9]明天,谁为我们养老?[J]. 吴倩. 走向世界. 2012(22)
[10]一种可穿戴式跌倒检测装置设计[J]. 石欣,张涛. 仪器仪表学报. 2012(03)
博士论文
[1]基于支持向量机和贝叶斯分析技术的入侵检测方法研究[D]. 邬书跃.中南大学 2012
[2]基于力学量信息获取系统的人体摔倒过程识别方法研究[D]. 佟丽娜.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]基于MEMS惯性传感器的可穿戴式跌倒检测系统研究[D]. 陈吉鑫.西南交通大学 2018
[2]面向医养结合的既有住区更新规划研究[D]. 申皓元.大连理工大学 2018
[3]社区嵌入式老年公寓室内适老化设计研究[D]. 杨蕾.合肥工业大学 2018
[4]基于RFID信号分析的非绑定式活动识别方法研究[D]. 谢彬彬.西北大学 2017
[5]基于穿戴式的人体跌倒检测系统研究与设计[D]. 石河.昆明理工大学 2017
[6]基于传感器数据融合技术的腕式跌倒检测系统研究[D]. 蒋宁.广东工业大学 2016
[7]基于三维加速度传感器的跌倒监测研究[D]. 赵祥欣.浙江大学 2008
本文编号：3121066
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
人体行为笛卡尔坐标系
图 2.3 人体跌倒过程示意图1）跌倒发生阶段：当跌倒行为刚刚开始时，此时身体的加速度、角速度以及并未来得及发生变化，但身体的平衡状态已被打破；2）下跌阶段：从身体失去平衡开始，人体的双脚会逐渐离开地面，由于受到用，人体会自由向下跌落，此时人体处于失重状态，因为人体此时只受到重力身体与地面或其他较低物体发生碰撞前的一瞬间速度会逐渐增大并最终增大至值，在此过程中，人体加速度、角速度、姿态角等均会发生明显变化；3）撞击阶段：当人体与地面或其他较低物体发生撞击前的一瞬间身体向下的到最大值，当撞击发生时，身体由于与地面或其他物体突然发生碰撞，速度在间内骤减至零，此时人体的加速度会发生剧烈变化，此时也是对人体造成伤害4）恢复阶段：无论跌倒行为最终是否对人体造成了严重的损伤，人在跌倒后段时间内身体会处于一种相对静止的状态，一般表现为躺在地面一段时间，相体的加速度在此过程中呈现相对平稳的趋势。据物理现象分析来看，当人体发生跌倒时，整个过程中一定伴随着能量的快速
基于可穿戴设备的独居老人跌倒检测系统研究也能够实现远程无线通信和定位功能，当检测到用户发生跌倒后，系统将自动进入时，用户在一定时间内可以手动取消报警，时间超出后系统将自动向子女发出报警信息，并拨打电话至社区医疗机构。系统整体设计方案如图 3.1 所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]发达国家互助养老的典型模式与经验借鉴[J]. 金华宝. 山东社会科学. 2019(02)
[2]老年人救星:带有安全气囊的腰带[J]. 大数据时代. 2018(02)
[3]基于SVMKNN的老人跌倒检测算法[J]. 张舒雅,吴科艳,黄炎子,刘守印. 计算机与现代化. 2017(12)
[4]基于阈值与PSO-SVM的人体跌倒检测研究[J]. 孙晓雯,孙子文,秦昉. 计算机工程. 2016(05)
[5]老年人跌倒检测系统的研究现状与发展趋势[J]. 高青,陈洪波,冯涛,朱振朋. 医疗卫生装备. 2015(12)
[6]阿氏跌倒风险评估法在住院老年患者预防跌倒中的干预作用[J]. 李婉妮,魏欢,李玺,王妮,姚婕. 中国老年学杂志. 2014(14)
[7]基于四元数自补偿四旋翼飞行器姿态解算[J]. 马敏,吴海超. 制造业自动化. 2013(23)
[8]96例住院患者跌倒的根本原因分析及对策[J]. 崔妙玲,应燕萍,彭雪娟,赵琳,杨丽,黄惠桥. 中国护理管理. 2013(02)
[9]明天,谁为我们养老?[J]. 吴倩. 走向世界. 2012(22)
[10]一种可穿戴式跌倒检测装置设计[J]. 石欣,张涛. 仪器仪表学报. 2012(03)
博士论文
[1]基于支持向量机和贝叶斯分析技术的入侵检测方法研究[D]. 邬书跃.中南大学 2012
[2]基于力学量信息获取系统的人体摔倒过程识别方法研究[D]. 佟丽娜.中国科学技术大学 2011
硕士论文
[1]基于MEMS惯性传感器的可穿戴式跌倒检测系统研究[D]. 陈吉鑫.西南交通大学 2018
[2]面向医养结合的既有住区更新规划研究[D]. 申皓元.大连理工大学 2018
[3]社区嵌入式老年公寓室内适老化设计研究[D]. 杨蕾.合肥工业大学 2018
[4]基于RFID信号分析的非绑定式活动识别方法研究[D]. 谢彬彬.西北大学 2017
[5]基于穿戴式的人体跌倒检测系统研究与设计[D]. 石河.昆明理工大学 2017
[6]基于传感器数据融合技术的腕式跌倒检测系统研究[D]. 蒋宁.广东工业大学 2016
[7]基于三维加速度传感器的跌倒监测研究[D]. 赵祥欣.浙江大学 2008
本文编号：3121066
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