基于移动智能终端的摔倒检测机制的研究与实现

作     者：高崇阳 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：卞佳丽

授予年度：2020年

学科分类：080904[工学-电磁场与微波技术] 0810[工学-信息与通信工程] 0809[工学-电子科学与技术（可授工学、理学学位）] 080202[工学-机械电子工程] 08[工学] 080402[工学-测试计量技术及仪器] 0804[工学-仪器科学与技术] 081001[工学-通信与信息系统] 0802[工学-机械工程] 

主      题：移动智能终端 摔倒检测算法 线性回归分析 传感器 

摘      要：伴随着中国快速进入老龄化社会,老龄人口数量显著增加,社会对于提高老年人生活质量的关注度逐渐提高。日渐上升的赡养压力与老年人要求子女照料的需求存在矛盾,老年人在日常生活中时常要在无人看护的情况下外出,但随着年龄的增大,外出时出现意外摔倒的概率也随之增加,目前摔倒已经成为对老年人健康威胁的主要因素之一。近年来,移动智能终端已成为日常生活中不可或缺的电子产品,以移动智能终端为平台,协助监护人对老年人进行看护正在逐渐成为社会的普遍需求和移动智能终端新功能的拓展方向。论文的主要工作集中在三个方面。首先,本论文从基于独立传感器的摔倒检测的相关研究入手,借助移动智能终端传感器获取包括摔倒在内的各种动作的传感器实验数据,分析各个姿态的传感器数据特征,提出可用于摔倒检测的新特征;然后,论文结合可用于摔倒检测的新特征与其他相关研究的结论,设计以移动智能终端为平台的摔倒检测算法,以实验检验算法的准确率;最后,论文阐述了基于Android移动智能终端的摔倒检测原型系统的设计与实现,进一步验证了该检测机制在检测摔倒和数据收集的可行性与应用意义。论文的主要创新点集中在结合多传感器数据,将角速度变化作为新的特征与传统算法以加速度阈值为主要判定依据的算法相结合,给出一个评估老年人是否发生摔倒动作的算法并实现。使用结合包括角速度在内的多个传感器数据进行摔倒检测得到了与同类研究基本相同的准确性,但本算法不再要求移动智能终端要严格固定在使用者身上,并且测量数据的误差对结果的影响较小,提高了算法的健壮性,为移动智能终端通过传感器获取运动信息,分析摔倒动作提供了一种新的方法且具有实践应用意义。