腕帶式跌倒檢測系統(tǒng)研究.pdf

1、當前，全球人口老齡化問題越來越嚴重。據(jù)聯(lián)合國預(yù)測，2150年老齡人口將占據(jù)世界人口的30％，因此老人健康問題是當前社會面臨的主要問題。隨著空巢老人數(shù)目增加，老人跌倒死亡比例急劇增加，而跌倒檢測可以及時發(fā)現(xiàn)老人跌倒事件，獲得及時救助，減少死亡率。可穿戴技術(shù)出現(xiàn)，為跌倒監(jiān)測提供了一種新的解決方法。但當前該技術(shù)在實際應(yīng)用中還存在準確度低、舒適度差和設(shè)備能耗高等問題。針對上述問題，本文提出了腕戴式跌倒檢測技術(shù)，利用三軸加速度傳感器傾角測量機制，

2、判斷跌倒事件，提高了跌倒事件判斷準確性、攜帶舒適性及能效性問題。并在可穿戴平臺Shimmer上對算法和能效性做了驗證。
　　主要研究成果如下：
　　(1)當前基于三軸加速度傳感器的跌倒監(jiān)測算法判斷準確度低、攜帶不方便?；诖嬖诘膯栴}，本文提出腕帶式系統(tǒng)，利用腕帶內(nèi)的三軸加速度傳感器監(jiān)測老人姿態(tài)，根據(jù)姿態(tài)數(shù)據(jù)梯度，選用雙閾值算法，判斷跌倒事件。實驗中對不同分類算法進行靈敏度、特異度以及復(fù)雜度比較。結(jié)果表明，本文提出的算法在特異

3、度相同條件下，靈敏度可以提高25%。
　　(2)可穿戴設(shè)備中能耗問題是影響系統(tǒng)生命期主要因素。本文針對可穿戴平臺Shimmer節(jié)點，對傳感、計算以及發(fā)送模塊分別進行了能耗測試，提出了事件驅(qū)動的數(shù)據(jù)傳輸和節(jié)點休眠機制。通過特征值在線判斷，當特征值超過閾值才發(fā)送數(shù)據(jù)，否則不發(fā)送；通過傾斜與振動傳感器控制節(jié)點休眠，減少系統(tǒng)能效性。實驗結(jié)果表明，休眠機制可以延長佩戴時間從16小時到29小時，生命期延長接近80%。
　　(3)在可穿戴