医院走廊病人跌倒检测系统的研究与设计
发布时间：2021-07-27 17:54
随着科技的进步与时代的发展,医院在人性化服务方面也有了很大的提高,但由于医院医护人员的有限,和病人的数量众多,如何为病人在走廊上的出行安全考虑,又不能过度占用医护人员的时间,这两方面就出现了矛盾。因此,能够准确的判定走廊病人的跌倒,及时的进行救助就有很大的意义。本文对目前跌倒检测的研究现状进行了分析,发现基本上都是对老年人的跌倒检测进行的研究,而对于专门为病人设计的系统则少之又少。因此,结合前人的努力,考虑到穿戴式检测设备的便携性,设计出了一套医院走廊病人的跌倒检测系统。首先,分析了一些跌倒检测的数据收集方法,建立了人体的姿态模型,设计出系统方案,根据方案对器件进行选择,设计出硬件的数据收集电路,并对电路的功能进行编程实现。硬件电路主要分为两个部分,其中包括子节点的数据采集发送和中心节点的数据接收。子节点主要通过传感器采集人体的加速度和角速度信息,通过无线模块传递到中心节点。中心进行数据保存,为跌倒检测算法做好准备。其次,使用中心节点保存的姿态数据进行数据的分析。由于数据采集时的波形抖动,掺杂出一些噪声,所以进行了数据的滤波;由于数据采集的时间长短不同,姿态数据都是长短不一的时间离散序...
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内跌倒检测研究走势Figure1.1Trendsindomesticfalldetectionresearch表1.1跌倒检测的基本分类Table1.1Basicclassificationoffalldetection
辽宁工程技术大学硕士学位论文4响，提取信道信息。C.Nadee[15,16]利用阵列超声波传感器，如图1.2所示，根据传感器的不同脉冲时间，通过距离计算，得到人体运动姿态。Dima[17]等通过音频和压力采集来监测人体活动。YunLi[18]等采集人体和地面的碰撞声音等。但这些都需要布置大量的传感器，也容易误判。虽然准确率高，但成本太高，只能用于特定场所，且不能大规模推广使用。图1.2C.Nadee布置的超声波阵列Figure1.2UltrasonicarrayofC.Nadeearrangement（3）可穿戴式传感器佩戴检测这种方式主要是在人体上安装一个或多个传感器，通过传感器收集信息，处理器进行数据分析和处理。忽丽莎[19]通过一篇综述来对穿戴式跌倒检测进行介绍，总结近些年的一些研究方法。东南大学的陈波、顾清欣、许剑[20-22]等都在跌倒检测方面进行了深入的研究。王刚[23]使用加速度计和陀螺仪混合方式进行研究。王琪[24]、宋佳花[25]等人也在此基础上进行了发展。国外的Bourke[26]等人分别在人体的各个部位布置传感器，设计不同的跌倒算法，都取得了很好的效果。此外，一些跌倒检测设备的成品也在市场上销售的很是火爆。如图1.3所示产品，有飞利浦公司的lifeline系统、MobileHelp公司的MobileHelp跌倒检测设备、MedicalGuardian公司的MobileGuardian跌倒检测设备以及LifeFone的跌倒检测系统等。综上所述，穿戴式跌倒检测设备设备简单、成本较低、操作方便和没有隐私等方面的顾虑，再加上和目前流行的机器学习相结合，一跃成为跌倒检测研究的热门，在市场上也有更加广阔的前景。
辽宁工程技术大学硕士学位论文5图1.3国外穿戴式跌倒检测系统产品Figure1.3Foreignwearablefalldetectionsystemproducts1.3论文工作概述1.3.1论文主要研究内容由于大多数跌倒检测的研究都是基于老年人跌倒检测系统的研究，对于医院病人在走廊上的跌倒检测则非常少，而病人跌倒的跌倒又非同一般，会产生更加严重的后果，所以本文设计的是服务于患者的跌倒检测设备，能在最短的时间减少跌倒对病人造成的损害，于此同时，能够减少医院的运行资本，是医院提高人性化服务的体现。跌倒检测的对象为在医院走廊运动的病人，具体的行动包括在走廊缓步行走、单拐行走、双拐行走。本文目的是设计开发一种低功耗的、可进行穿戴的、准确度和可靠性高的跌倒检测系统，可以传递病人运动信息，并在病人跌倒后能及时通知医护人员进行救助，减少病人救治时间。使用硬件设备和软件编程相结合的方式，通过调试和验证，达到预期目标。硬件设备包括前端的传感器采集数据电路部分，而软件主要是硬件设备的一些调试和计算机上算法的处理。1.3.2论文研究思路及章节安排第一章是绪论部分。主要是介绍设计医院走廊跌倒检测系统的相关背景及现实意义，并简要介绍了医院走廊对患者的重要作用和国内外跌倒检测的研究现状。表明出于对医院走廊病人的行走安全考虑，设计出专为病人的跌倒检测系统的重要性。为下文提出设计目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于可穿戴设备的跌倒检测算法综述[J]. 忽丽莎,王素贞,陈益强,高晨龙,胡春雨,蒋鑫龙,陈振宇,高兴宇. 浙江大学学报(工学版). 2018(09)
[2]医护人员工作压力、工作倦怠与生活质量相关性研究[J]. 孙天聪. 中国卫生产业. 2018(14)
[3]穿戴式跌倒检测中特征向量的提取和降维研究[J]. 李雷,张帆,施化吉,周从华. 计算机应用研究. 2019(01)
[4]红外图像中基于多特征提取的跌倒检测算法研究[J]. 杨任兵,程文播,钱庆,章强,钱俊,潘宇骏. 红外技术. 2017(12)
[5]基于人体姿态的PSO-SVM特征向量跌倒检测方法[J]. 麻文刚,王小鹏,吴作鹏. 传感技术学报. 2017(10)
[6]基于SVD特征降维和支持向量机的跌倒检测算法[J]. 白勇,孙晓雯,秦昉,孙子文. 计算机应用与软件. 2017(01)
[7]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)
[8]基于Kinect体感传感器的老年人跌倒自动检测[J]. 瞿畅,孙杰,王君泽,朱小龙. 传感技术学报. 2016(03)
[9]医院的起源及其人文精神[J]. 王德. 中国医学人文. 2015(05)
[10]台湾地区医院人性化服务之门诊患者隐私保护及启示[J]. 林清然,陈伟菊,周佩如. 护理学杂志. 2015(10)
博士论文
[1]一种实时的跌倒姿态检测和心率监护系统的研究[D]. 文耀锋.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于穿戴式健康智慧衣的人体跌倒检测算法研究[D]. 曹荟强.北京工业大学 2017
[2]跌倒检测关键技术研究[D]. 宋佳花.山东大学 2017
[3]穿戴式跌倒感知控制系统研究[D]. 王琪.哈尔滨工程大学 2017
[4]基于网格寻参优化SVM-KNN算法的老人跌倒检测研究[D]. 张舒雅.华中师范大学 2017
[5]基于手机的老人跌倒监护终端软件设计与实现[D]. 陈波.东南大学 2016
[6]基于多传感器的可穿戴跌倒检测系统的设计与实现[D]. 王刚.北京工业大学 2015
[7]基于andriod平台手机的老人跌倒检测识别方法研究[D]. 许剑.东南大学 2015
[8]基于穿戴式传感器的跌倒检测技术研究[D]. 顾清欣.东南大学 2015
[9]基于惯性传感器的人体动作分析与识别[D]. 侯祖贵.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3306266
【文章来源】：辽宁工程技术大学辽宁省
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
国内跌倒检测研究走势Figure1.1Trendsindomesticfalldetectionresearch表1.1跌倒检测的基本分类Table1.1Basicclassificationoffalldetection
辽宁工程技术大学硕士学位论文4响，提取信道信息。C.Nadee[15,16]利用阵列超声波传感器，如图1.2所示，根据传感器的不同脉冲时间，通过距离计算，得到人体运动姿态。Dima[17]等通过音频和压力采集来监测人体活动。YunLi[18]等采集人体和地面的碰撞声音等。但这些都需要布置大量的传感器，也容易误判。虽然准确率高，但成本太高，只能用于特定场所，且不能大规模推广使用。图1.2C.Nadee布置的超声波阵列Figure1.2UltrasonicarrayofC.Nadeearrangement（3）可穿戴式传感器佩戴检测这种方式主要是在人体上安装一个或多个传感器，通过传感器收集信息，处理器进行数据分析和处理。忽丽莎[19]通过一篇综述来对穿戴式跌倒检测进行介绍，总结近些年的一些研究方法。东南大学的陈波、顾清欣、许剑[20-22]等都在跌倒检测方面进行了深入的研究。王刚[23]使用加速度计和陀螺仪混合方式进行研究。王琪[24]、宋佳花[25]等人也在此基础上进行了发展。国外的Bourke[26]等人分别在人体的各个部位布置传感器，设计不同的跌倒算法，都取得了很好的效果。此外，一些跌倒检测设备的成品也在市场上销售的很是火爆。如图1.3所示产品，有飞利浦公司的lifeline系统、MobileHelp公司的MobileHelp跌倒检测设备、MedicalGuardian公司的MobileGuardian跌倒检测设备以及LifeFone的跌倒检测系统等。综上所述，穿戴式跌倒检测设备设备简单、成本较低、操作方便和没有隐私等方面的顾虑，再加上和目前流行的机器学习相结合，一跃成为跌倒检测研究的热门，在市场上也有更加广阔的前景。
辽宁工程技术大学硕士学位论文5图1.3国外穿戴式跌倒检测系统产品Figure1.3Foreignwearablefalldetectionsystemproducts1.3论文工作概述1.3.1论文主要研究内容由于大多数跌倒检测的研究都是基于老年人跌倒检测系统的研究，对于医院病人在走廊上的跌倒检测则非常少，而病人跌倒的跌倒又非同一般，会产生更加严重的后果，所以本文设计的是服务于患者的跌倒检测设备，能在最短的时间减少跌倒对病人造成的损害，于此同时，能够减少医院的运行资本，是医院提高人性化服务的体现。跌倒检测的对象为在医院走廊运动的病人，具体的行动包括在走廊缓步行走、单拐行走、双拐行走。本文目的是设计开发一种低功耗的、可进行穿戴的、准确度和可靠性高的跌倒检测系统，可以传递病人运动信息，并在病人跌倒后能及时通知医护人员进行救助，减少病人救治时间。使用硬件设备和软件编程相结合的方式，通过调试和验证，达到预期目标。硬件设备包括前端的传感器采集数据电路部分，而软件主要是硬件设备的一些调试和计算机上算法的处理。1.3.2论文研究思路及章节安排第一章是绪论部分。主要是介绍设计医院走廊跌倒检测系统的相关背景及现实意义，并简要介绍了医院走廊对患者的重要作用和国内外跌倒检测的研究现状。表明出于对医院走廊病人的行走安全考虑，设计出专为病人的跌倒检测系统的重要性。为下文提出设计目
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于可穿戴设备的跌倒检测算法综述[J]. 忽丽莎,王素贞,陈益强,高晨龙,胡春雨,蒋鑫龙,陈振宇,高兴宇. 浙江大学学报(工学版). 2018(09)
[2]医护人员工作压力、工作倦怠与生活质量相关性研究[J]. 孙天聪. 中国卫生产业. 2018(14)
[3]穿戴式跌倒检测中特征向量的提取和降维研究[J]. 李雷,张帆,施化吉,周从华. 计算机应用研究. 2019(01)
[4]红外图像中基于多特征提取的跌倒检测算法研究[J]. 杨任兵,程文播,钱庆,章强,钱俊,潘宇骏. 红外技术. 2017(12)
[5]基于人体姿态的PSO-SVM特征向量跌倒检测方法[J]. 麻文刚,王小鹏,吴作鹏. 传感技术学报. 2017(10)
[6]基于SVD特征降维和支持向量机的跌倒检测算法[J]. 白勇,孙晓雯,秦昉,孙子文. 计算机应用与软件. 2017(01)
[7]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)
[8]基于Kinect体感传感器的老年人跌倒自动检测[J]. 瞿畅,孙杰,王君泽,朱小龙. 传感技术学报. 2016(03)
[9]医院的起源及其人文精神[J]. 王德. 中国医学人文. 2015(05)
[10]台湾地区医院人性化服务之门诊患者隐私保护及启示[J]. 林清然,陈伟菊,周佩如. 护理学杂志. 2015(10)
博士论文
[1]一种实时的跌倒姿态检测和心率监护系统的研究[D]. 文耀锋.浙江大学 2008
硕士论文
[1]基于穿戴式健康智慧衣的人体跌倒检测算法研究[D]. 曹荟强.北京工业大学 2017
[2]跌倒检测关键技术研究[D]. 宋佳花.山东大学 2017
[3]穿戴式跌倒感知控制系统研究[D]. 王琪.哈尔滨工程大学 2017
[4]基于网格寻参优化SVM-KNN算法的老人跌倒检测研究[D]. 张舒雅.华中师范大学 2017
[5]基于手机的老人跌倒监护终端软件设计与实现[D]. 陈波.东南大学 2016
[6]基于多传感器的可穿戴跌倒检测系统的设计与实现[D]. 王刚.北京工业大学 2015
[7]基于andriod平台手机的老人跌倒检测识别方法研究[D]. 许剑.东南大学 2015
[8]基于穿戴式传感器的跌倒检测技术研究[D]. 顾清欣.东南大学 2015
[9]基于惯性传感器的人体动作分析与识别[D]. 侯祖贵.哈尔滨工程大学 2013
本文编号：3306266
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