基于离散特征的跌倒检测智能方法及应用.pdf

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1、第３８卷第３期仪器仪表学报Ｖｏｌ３８Ｎｏ３２０１７年３月ＣｈｉｎｅｓｅＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｃｉｅｎｔｉｆｉｃＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＭａｒ．２０１７基于离散特征的跌倒检测智能方法及应用１１１２２涂亚庆，陈鹏，陈宝欣，童俊平，赵运勇（１．后勤工程学院后勤信息与军事物流工程系重庆４０１３３１；２．重庆市软汇科技有限公司重庆４０００３９）摘要：随着人口老龄化现象加剧，对老年人跌倒的检测与报警越来越重要。为提高跌倒检测的准确率，提出一种基于离散特征的跌倒检测智能方法。通过对人体运动数据的分析，提出７类人体运动特征；并建立了以ＢＰ神经网络为基础的跌倒检测模型，将提取的离散特征作为模型的输入，模

2、型的输出作为跌倒检测结果；通过对模型的学习与训练后，实现跌倒检测。方法验证和产品应用结果表明：采用基于离散特征的跌倒检测智能方法能够有效地区分跌倒与非跌倒，提高了跌倒检测正确率，降低了误报率和漏报率。关键词：跌倒检测；离散特征；智能方法中图分类号：ＴＰ１８３ＴＨ７０文献标识码：Ａ国家标准学科分类代码：５１０．４０Ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ１１１２２ＴｕＹａｑｉｎｇ，ＣｈｅｎＰｅｎｇ，ＣｈｅｎＢａｏｘｉｎ，ＴｏｎｇＪｕｎｐｉｎｇ，ＺｈａｏＹｕｎｙｏｎｇ（１．ＭｉｌｉｔａｒｙＬｏ

3、ｇｉｓｔｉｃｓ＆ＩｎｆｏｒｍａｔｉｏｎＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＬｏｇｉｓｔｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０１３３１，Ｃｈｉｎａ；２．ＣｈｏｎｇｑｉｎｇＲｕａｎｈｕｉＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙＣｏ．，Ｌｔｄ，Ｃｈｏｎｇｑｉｎｇ４０００３９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｓｔｈｅｐｏｐｕｌａｔｉｏｎａｇｉｎｇｉｓａｇｇｒａｖａｔｅｄ，ｔｈｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｎｄａｌａｒｍｏｆｆａｌｌｓｉｎｅｌｄｅｒｌｙｐｅｏｐｌｅａｒｅｂｅｃｏｍｉｎｇｍｏｒｅａｎｄｍｏｒｅｉｍｐｏｒｔａｎｔ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅａｃｃｕｒａｃｙ

4、ｏｆｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ，ａｎｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ｔｈｒｏｕｇｈａｎａｌｙｚｉｎｇｔｈｅｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎｄａｔａ，ｓｅｖｅｎｋｉｎｄｓｏｆｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅｓｏｆｈｕｍａｎｍｏｔｉｏｎａｒｅｐｒｏｐｏｓｅｄ．ＡｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌｂａｓｅｄｏｎＢＰｎｅｕｒａｌｎｅｔｗｏｒｋｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｔｈｅｅｘｔｒａｃｔｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅｓａｒｅｕｓｅｄａｓｔｈｅｉｎｐｕｔｓｏｆｔｈｅｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｏｄｅｌ，ａｎ

5、ｄｔｈｅｏｕｔｐｕｔｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｌｅａｒｎｉｎｇａｎｄｔｒａｉｎｉｎｇｏｆｔｈｅｍｏｄｅｌ，ｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｉｓａｃｈｉｅｖｅｄ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎａｎｄｐｒｏｄｕｃｔａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔｔｈｅｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｂａｓｅｄｏｎｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅｓｃａｎｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｆａｌｌａｎｄｎｏｎｆａｌｌ，ｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎａｃｃｕ

6、ｒａｃｙａｎｄｒｅｄｕｃｅｔｈｅｆａｌｓｅａｌａｒｍｒａｔｅａｎｄｍｉｓｓｉｎｇａｌａｒｍｒａｔｅ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆａｌｌｄｅｔｅｃｔｉｏｎ；ｄｉｓｃｒｅｔｅｆｅａｔｕｒｅ；ｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍｅｔｈｏｄ［４７］束的声学跌倒检测系统以及可穿戴式跌倒检测系统。１引言用户自主启动型报警系统具有操作简单、价格低等优势，容易实现但不能主动检测跌倒，要求用户在意识清醒的跌倒是指出现突发的、不自主、非故意的体位改变而情况下自主触发报警，限制了其应用范围。基于视频装［１］倒在地上或更低的平面上。老年人跌倒时，通常由于置的跌倒检测系统无需随身佩戴，检测精度高，但该系统没被及时发现，错过最佳急

7、救时间，从而造成巨大的生理需要安放在用户经常活动的范围内，且用户隐私得不到伤害及心理伤害或无法挽回的损失。因此，对老年人的保护，是制约其发展的主要原因。基于麦克风阵列波束日常活动进行监测，开展对跌倒检测的研究，已成为急需的声学跌倒检测系统对跌倒进行自动坠落检测，受噪声［２３］解决的问题。干扰大，检测精度不高。可穿戴式跌倒检测系统能主动目前，用于跌倒检测的系统有用户自主启动型报警检测跌倒并自主报警，同时对用户的隐私也起到了最大系统、基于视频装置