[發明專利]一種識別老年人跌倒的方法及陪伴機器人

有效

• 申請號: 201910694801.5
• 申請日: 2019-07-30
• 公開（公告）號: CN110458061B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 王敏;陳蕊;汪依帆
• 申請（專利權）人: 四川工商學院
• 主分類號: G06V40/20
• 分類號: G06V40/20;G06V20/40;G06V10/764;G06V10/82;B25J11/00;A61B5/11;G06K9/62;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 賴林東

本發明公開了一種識別老年人跌倒的方法及陪伴機器人，涉及摔倒姿態識別領域；方法包括步驟1：采集身體視頻數據；步驟2：進行人體定位；步驟3：基于上述結果獲取骨架信息；步驟4：根據骨架信息計算頭腳高度差值hd、前后幀的頭腳高度差值hp、前后幀頭部高度差值對應的速度v和肩膀寬度w；步驟5：根據上述數據建立判定公式，輸出結果，并計算距離度量誤差，判斷其是否滿足二分類條件，若滿足，則采用建立的神經網絡模型進行識別，若否，則返至步驟1；本發明先進行人物提取，再進行姿態識別，識別通過骨架信息進行動態和靜態識別，解決現有采用局部特征提取和檢測導致識別準確率低的問題，實現正確、快速識別出老年人跌倒行為。

技術領域

本發明涉及摔倒姿態識別領域，尤其是一種識別老年人跌倒的方法及陪伴機器人。

背景技術

隨著我國科技、醫療的不斷發展和進步，我國“老齡化”人口同步增長，養老已凸顯為一個社會問題。到目前為止，我國老年化人口己遠超世界平均水平。經綜合聯合國、國家人口計生委、全國老齡委以及部分學者對我國未來老齡化發展趨勢的預測結果顯示，2018年到2035年我國老年人口將年均增長一千萬左右。目前，我國大眾城市老年空巢家庭率已達到70％。這一數據正在急劇惡化。然而，中國養老產業尚處于起步階段。我國的養老產業才剛起步，發展還處在初級階段，特別是服務供給側嚴重不足。傳統的養老模式面臨了巨大的挑戰，新的養老服務模式的將會迎來前所未有的高速發展機遇。由于子女不可能一直陪在父母身邊，當老人跌倒時，如果不能及時發現，將會導致很嚴重的后果。因此，對老人的跌倒行為及時檢測并呼叫救援成為了迫切需要解決的問題。

目前，老人跌倒行為檢測方法主要采用可穿戴式傳感設備，基于用戶的行為數據和行為規律構建模型，基于多特征融合的視頻監控等方法。這些檢測方法對于老人來說，容易忘記佩戴設備，操作繁瑣，實時性不高，且檢測方法單一，容易出現誤判。傳統老年人姿態特征提取方法依賴于對圖像中老年人身體局部特征識別，必須要求準確檢測，當光線等環境噪聲較大時，可能會導致提取局部特征不準確；姿態特征提取方法無法獲取高維空間中密集采樣信息，進行連續估計時會導致數據丟失，導致識別精度與識別連續性無法保證。因此，本申請為克服以上問題，提出一種識別老年人跌倒的方法及陪伴機器人。

發明內容

本發明的目的在于：本發明提供了一種識別老年人跌倒的方法及陪伴機器人，解決現有采用局部特征提取和檢測導致識別準確率低的問題，實現在圖像模糊、視頻抖動和光線不佳等環境下能夠正確、快速識別出老年人跌倒行為。

本發明采用的技術方案如下：

一種識別老年人跌倒的方法，包括如下步驟：

步驟1：采集檢測對象的身體視頻數據；

步驟2：利用YOVO算法通過距離度量進行人體定位獲取人體圖像定位檢測結果；

步驟3：基于人體圖像定位檢測結果，利用OPENPOSE算法檢測身體視頻數據中的關節點信息，并根據關節點信息采用VGGNET作為骨架，獲取骨架信息；

步驟4：根據骨架信息中的頭部、腳部、頸部、肩膀信息計算頭部和腳部高度差值hd、前后幀的頭部和腳部高度差值hp、前后幀頭部高度差值對應的速度v和肩膀寬度w；

步驟5：根據上述數據建立判定公式，輸出結果“摔倒”或者“未摔倒”，根據上述數據計算距離度量誤差，判斷距離度量誤差是否滿足二分類條件，若滿足，則采用建立的神經網絡模型進行識別，若否，則返至步驟1；

判定公式如下：abs(head-foot)abs(x2-x5)||abs(head_p-head)/abs(foot_p-foot)2，其中，abs(head-foot)表示頭部和腳部高度差絕對值，abs(x2-x5)表示肩寬絕對值，head_p、foot_p分別表示前一次頭部質點位置和前一次腳部質點位置，x2表示左肩節點x方向坐標，x5表示右肩節點x方向坐標。

優選地，所述步驟2中包括距離度量，其計算如下：