[發(fā)明專利]一種老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010537951.8
• 申請(qǐng)日: 2020-06-12
• 公開（公告）號(hào): CN111710129B
• 公開（公告）日: 2021-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉勇國(guó);陸佳鑫;楊尚明;李巧勤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): G08B21/04
• 分類號(hào): G08B21/04;G08B29/18;G06K9/62
• 代理公司: 成都正華專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51229
• 代理人: 陳選中

1.一種老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟：

S1、為老年人佩戴慣性傳感器，實(shí)時(shí)采集人體活動(dòng)過(guò)程中的加速度計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)，得到原始三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集；

S2、通過(guò)四階IIR巴特沃斯低通濾波器對(duì)原始三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集進(jìn)行濾波處理，得到標(biāo)準(zhǔn)三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集；

S3、通過(guò)閾值法對(duì)標(biāo)準(zhǔn)三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集進(jìn)行過(guò)濾，得到疑似跌倒的三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集；

S4、將疑似跌倒的三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集進(jìn)行標(biāo)注后作為訓(xùn)練樣本，并將標(biāo)注后訓(xùn)練樣本輸入碰撞前跌倒檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型中，調(diào)整模型參數(shù)，得到優(yōu)化的碰撞前跌倒檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型；

S5、將實(shí)時(shí)采集的加速度計(jì)和陀螺儀數(shù)據(jù)經(jīng)步驟S2濾波和步驟S3過(guò)濾后輸入優(yōu)化的碰撞前跌倒檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型，得到實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S3包括以下分步驟：

S31、建立閾值法的閾值判斷模型，所述閾值判斷模型包括：身體偏移角度模型和加速度投影面積模型；

S32、將標(biāo)準(zhǔn)三軸加速度數(shù)據(jù)和三軸角速度數(shù)據(jù)輸入閾值判斷模型；

S33、通過(guò)身體偏移角度模型計(jì)算加速度總矢量ACC_SVM、角速度總矢量ω_SVM、向左右偏離垂直軸的角度Deg_saggital和向前后偏離垂直軸的角度Deg_Frontal，并判斷加速度總矢量ACC_SVM、角速度總矢量ω_SVM、向左右偏離垂直軸的角度Deg_saggital和向前后偏離垂直軸的角度Deg_Frontal是否均超過(guò)各自的閾值，若是，則保留當(dāng)前的三軸加速度數(shù)據(jù)和三軸角速度數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至步驟S35，若否，跳轉(zhuǎn)至步驟S34；

S34、通過(guò)加速度投影面積模型計(jì)算加速度總矢量ACC_SVM、角速度總矢量ω_SVM和人體傾斜程度矢量P_SVM，并判斷加速度總矢量ACC_SVM、角速度總矢量ω_SVM和人體傾斜程度矢量P_SVM是否均超過(guò)各自的閾值，若是，則保留當(dāng)前的三軸加速度數(shù)據(jù)和三軸角速度數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至步驟S35，若否，則丟棄當(dāng)前的三軸加速度數(shù)據(jù)和三軸角速度數(shù)據(jù)，并跳轉(zhuǎn)至步驟S35；

S35、判斷標(biāo)準(zhǔn)三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)是否已全部輸入閾值判斷模型中，若是，則跳轉(zhuǎn)至步驟S36，若否，則跳轉(zhuǎn)步驟S32；

S36、將所有保留的三軸加速度數(shù)據(jù)和三軸角速度數(shù)據(jù)，構(gòu)成疑似跌倒的三軸加速度數(shù)據(jù)集和三軸角速度數(shù)據(jù)集。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S31中身體偏移角度模型為：

其中，ACC_x為x軸上的加速度，ACC_y為y軸上的加速度，ACC_z為z軸上的加速度，ω_pitch為俯仰角角速度，ω_roll為翻滾角角速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S31中加速度投影面積模型為：

其中，ACC_x為x軸上的加速度，ACC_y為y軸上的加速度，ACC_z為z軸上的加速度，ω_pitch為俯仰角角速度，ω_roll為翻滾角角速度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的老年人實(shí)時(shí)碰撞前跌倒檢測(cè)方法，其特征在于，所述步驟S4中碰撞前跌倒檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)模型包括：輸入層、隱藏層和輸出層；所述輸入層、隱藏層和輸出層依次連接。