老年人跌倒检测系统的研究

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3、。＂＂（谐巧Ｗ．ｈ方悄内打Ｖ）学位论文作者签名：指导教师签名ｒ幼／各／曰期：年３月；年伸曰期；〇月曰ｌｉ／矣呼中图分类号：TP274.2学校代码：10856学号：M020213104上海工程技术大学硕士学位论文老年人跌倒检测系统的研究作者姓名：雒静指导教师：钟伯成专业：机械电子工程学院：电子电气工程学院申请学位：工学硕士完成时间：2016年01月评阅人：雷菊阳金晶答辩委员会主席：杨永才成员：方志军史志才陈强孙宪坤UniversityCode：10856StudentID:M020213104STUDY

4、ONFALLDETECTIONSYSTEMOFOLDPEOPLECandidate:LuojingSupervisor:ZhongbochengMajor:MechatronicEngineeringShanghaiUniversityofEngineeringScienceShanghai,P.R.ChinaJanuary,2016老年人跌倒检测系统的研究摘要现代社会老人监护已经备受关注。对家人对社会来讲老人健康状况的监护都是一个十分急需解决的问题。老人的身体各方面的机能都在退化，所以需要有人随时监护发现问题才能避免

5、一些意想不到的状况发生。而跌倒的发生是空巢老人最常遇到的难以预料且会导致严重伤害甚至导致生命危险的行为。对于老年人的跌倒问题，由于跌倒行为的难以预测性与突发性，事前防范变得很困难，为了降低跌倒带来的伤害，必须尽快的在跌倒的时候发现情况并及时进行救助。因而准备一套全面的跌倒检测设备就成为了一种必要。本文研究的课题本着及时发现并救助的目的设计一个便于携带的穿戴设备实时监测老年人的日常活动，在跌倒发生的时候，能够立即通知监护人。如此便可以解决子女的顾虑、社会的压力，同时可以使空巢老人最起码的安全问题得到解决。人体在活动中会产

6、生各种运动信号，根据这些运动信号对人体活动状态进行分析，但在人体活动中非线性非平稳的加速度与角速度信号会导致跌倒检测的不准确。针对这些问题本文提出希尔伯特黄变换数据预处理，首先对信号进行EMD分解，然后对分解后的IMF函数进行希尔伯特变换，分析采集运动信号的时域与频域特性，该方法能够准确还原原始信号特征反映出人体的活动状态，解决了非线性非稳定信号对跌倒检测系统准确性的影响；现有的阈值算法中阈值是经过多次实验得出的经验阈值，具有一定的不准确性，针对该问题本文提出了主成分分析阈值算法，使能够根据运动信号的规律自适应的产生阈

7、值，使跌倒检测阈值算法判断更为准确。另外在阈值算法初步判断老年人在跌倒的状态下，再次对人体状态进行检测并判断，确认人体跌倒之后是否还具备自主站立能力，解决了经验阈值算法的不准确性并减少了监护人员的工作负担；利用希尔伯特黄变换对人体活动数据进行特征提取并利用支持向量机算法对提取的特征向量进行训练与学习，使其能够准确的识别出跌倒状态。最终在改进的阈值法与支持向量机算法的跌倒检测算法的基础上实现了整个跌倒监测装置的硬件和软件架构的设计，最后经过实验对跌倒检测算法进行判断与检测，并且对整个系统的准确性与及时性进行验证。I经仿真

8、实验进行分析，本文的跌倒监测模型机系统可以及时监测并准确判断人体跌到。当人体发生跌倒时，该模型机系统能够快速判断出人体是否发生跌倒并失去自主站立的能力，其平均准确率为94.3%；并且在确定人体跌倒后，跌倒监测系统能够及时的将跌倒信息发送至监护人。本文的研究为解决老年人部分安全问题，对以后老年人的管理工作有着相当的意义。关键词：跌倒