基于跌倒检测的老人看护系统的设计与实现

发布时间：2023-03-11 05:50

　　随着现代社会老龄化程度的不断加深,老年人口所占比例变得越来越大,其身体健康及人身安全是亟待解决的问题。对老年人群体威胁最大的是由跌倒引发的意外伤害,跌倒后的及时发现与救治就显得十分有意义。本文以老人跌倒检测为切入点提出了一种老人看护系统方案,全文的主要内容包括:1.阐述了研究老人看护系统的社会意义,并介绍了老人看护系统及跌倒检测的国内外发展现状。首先介绍了当今市面上的典型看护系统产品,然后对跌倒行为识别常用的研究方法、处理流程以及涉及到的相关算法进行了介绍并分析了其优缺点。2.提出了一种改进的基于深度图和加速计的跌倒检测算法,算法从加速计数据中提取人体运动特征,从深度图中提取人体姿态特征,并以这两种特征建立人体跌倒模型。检测算法可以分为特征提取和分类识别两个环节,提取图像特征时首先利用改进的背景差分法来提取前景人体目标轮廓,再使用可迁移的卷积自编码器实现对人体姿态特征的提取,最后使用双向长短期记忆网络对跌倒行为进行最终判断。实验部分从准确率、召回率、特异度和正确率四个指标对本文提出的跌倒识别算法进行评估。通过实验对比和分析,本文基于深度图和加速计的跌倒识别算法在各项指标上获得了较好的结...

【文章页数】：88 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 引言
    1.1 研究目的与意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 老人看护系统
        1.2.2 跌倒检测
    1.3 本文内容结构安排
第二章 相关原理与技术
    2.1 前景目标提取
    2.2 自编码器
    2.3 时序分类模型
    2.4 ZigBee通信技术
    2.5 本章小结
第三章 系统需求分析
    3.1 系统分析
        3.1.1 需求分析
        3.1.2 基本功能分析
        3.1.3 可行性分析
    3.2 系统总体设计
        3.2.1 系统总体框架
        3.2.2 系统功能结构
        3.2.3 数据库设计
    3.3 本章小结
第四章 跌倒行为检测算法的设计
    4.1 检测算法总体设计
        4.1.1 人体跌倒模型的建立
        4.1.2 跌倒检测算法的执行流程
    4.2 加速计特征提取
    4.3 前景目标提取
        4.3.1 基于中值背景的背景差分法
        4.3.2 地板平面的建立以及高度值计算
        4.3.3 改进的背景差分法阈值处理
    4.4 人体姿态特征提取
        4.4.1 特征提取器总体设计
        4.4.2 数据增强
        4.4.3 基于信息熵的卷积核评价
        4.4.4 引入权值稀疏的代价函数
    4.5 使用双向LSTM模型进行识别
        4.5.1 模型基本结构
        4.5.2 模型优化细节
    4.6 实验测试结果
    4.7 本章小结
第五章 监护系统的实现
    5.1 监护系统的软件实现
        5.1.1 软件系统的总体设计
        5.1.2 终端与服务器通信的实现
        5.1.3 用户管理模块的实现
        5.1.4 老人服务模块的实现
        5.1.5 跌倒统计模块的实现
        5.1.6 室内监测模块的实现
    5.2 监护系统的硬件实现
        5.2.1 传感器网的通讯协议
        5.2.2 ZigBee协调节点的实现
        5.2.3 ZigBee终端节点的实现
    5.3 本章小结
第六章 系统测试与分析
    6.1 测试环境及部署
    6.2 软件测试
        6.2.1 账号管理
        6.2.2 老人服务
        6.2.3 跌倒统计
        6.2.4 室内监测
    6.3 硬件测试
        6.3.1 ZigBee通信性能测试
        6.3.2 传感器性能测试
    6.4 跌倒检测测试
    6.5 测试结果
第七章 总结与展望
    7.1 论文工作总结
    7.2 课题研究展望
参考文献
攻读学位期间的研究成果
致谢



本文编号：3759317