本文關(guān)鍵詞：老年人跌倒檢測系統(tǒng)的研究

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【摘要】：現(xiàn)代社會老人監(jiān)護(hù)已經(jīng)備受關(guān)注。對家人對社會來講老人健康狀況的監(jiān)護(hù)都是一個十分急需解決的問題。老人的身體各方面的機能都在退化,所以需要有人隨時監(jiān)護(hù)發(fā)現(xiàn)問題才能避免一些意想不到的狀況發(fā)生。而跌倒的發(fā)生是空巢老人最常遇到的難以預(yù)料且會導(dǎo)致嚴(yán)重傷害甚至導(dǎo)致生命危險的行為。對于老年人的跌倒問題,由于跌倒行為的難以預(yù)測性與突發(fā)性,事前防范變得很困難,為了降低跌倒帶來的傷害,必須盡快的在跌倒的時候發(fā)現(xiàn)情況并及時進(jìn)行救助。因而準(zhǔn)備一套全面的跌倒檢測設(shè)備就成為了一種必要。本文研究的課題本著及時發(fā)現(xiàn)并救助的目的設(shè)計一個便于攜帶的穿戴設(shè)備實時監(jiān)測老年人的日�；顒�,在跌倒發(fā)生的時候,能夠立即通知監(jiān)護(hù)人。如此便可以解決子女的顧慮、社會的壓力,同時可以使空巢老人最起碼的安全問題得到解決。人體在活動中會產(chǎn)生各種運動信號,根據(jù)這些運動信號對人體活動狀態(tài)進(jìn)行分析,但在人體活動中非線性非平穩(wěn)的加速度與角速度信號會導(dǎo)致跌倒檢測的不準(zhǔn)確。針對這些問題本文提出希爾伯特黃變換數(shù)據(jù)預(yù)處理,首先對信號進(jìn)行EMD分解,然后對分解后的IMF函數(shù)進(jìn)行希爾伯特變換,分析采集運動信號的時域與頻域特性,該方法能夠準(zhǔn)確還原原始信號特征反映出人體的活動狀態(tài),解決了非線性非穩(wěn)定信號對跌倒檢測系統(tǒng)準(zhǔn)確性的影響;現(xiàn)有的閾值算法中閾值是經(jīng)過多次實驗得出的經(jīng)驗閾值,具有一定的不準(zhǔn)確性,針對該問題本文提出了主成分分析閾值算法,使能夠根據(jù)運動信號的規(guī)律自適應(yīng)的產(chǎn)生閾值,使跌倒檢測閾值算法判斷更為準(zhǔn)確。另外在閾值算法初步判斷老年人在跌倒的狀態(tài)下,再次對人體狀態(tài)進(jìn)行檢測并判斷,確認(rèn)人體跌倒之后是否還具備自主站立能力,解決了經(jīng)驗閾值算法的不準(zhǔn)確性并減少了監(jiān)護(hù)人員的工作負(fù)擔(dān);利用希爾伯特黃變換對人體活動數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取并利用支持向量機算法對提取的特征向量進(jìn)行訓(xùn)練與學(xué)習(xí),使其能夠準(zhǔn)確的識別出跌倒?fàn)顟B(tài)。最終在改進(jìn)的閾值法與支持向量機算法的跌倒檢測算法的基礎(chǔ)上實現(xiàn)了整個跌倒監(jiān)測裝置的硬件和軟件架構(gòu)的設(shè)計,最后經(jīng)過實驗對跌倒檢測算法進(jìn)行判斷與檢測,并且對整個系統(tǒng)的準(zhǔn)確性與及時性進(jìn)行驗證。經(jīng)仿真實驗進(jìn)行分析,本文的跌倒監(jiān)測模型機系統(tǒng)可以及時監(jiān)測并準(zhǔn)確判斷人體跌到。當(dāng)人體發(fā)生跌倒時,該模型機系統(tǒng)能夠快速判斷出人體是否發(fā)生跌倒并失去自主站立的能力,其平均準(zhǔn)確率為94.3%;并且在確定人體跌倒后,跌倒監(jiān)測系統(tǒng)能夠及時的將跌倒信息發(fā)送至監(jiān)護(hù)人。本文的研究為解決老年人部分安全問題,對以后老年人的管理工作有著相當(dāng)?shù)囊饬x。
【關(guān)鍵詞】：跌倒監(jiān)測裝置 三軸加速度傳感器 GPRS無線通信 主成分分析法 支持向量機 希爾伯特黃變換
【學(xué)位授予單位】：上海工程技術(shù)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TP274
【目錄】：

• 摘要6-8
• ABSTRACT8-12
• 第一章 緒論12-19
• 1.1 課題研究的背景與意義12-14
• 1.1.1 課題研究背景12-13
• 1.1.2 課題研究的意義13-14
• 1.2 課題的研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 論文的主要內(nèi)容16-19
• 第二章 人體運動數(shù)據(jù)預(yù)處理19-31
• 2.1 小波變換19-21
• 2.1.1 小波變換原理19-20
• 2.1.2 小波變換閾值去噪法20-21
• 2.2 卡爾曼濾波21-22
• 2.2.1 卡爾曼濾波原理21-22
• 2.2.2 卡爾曼濾波具體步驟22
• 2.3 傅里葉變換22-26
• 2.3.1 離散傅里葉變換的定義22-24
• 2.3.2 傅立葉級數(shù)的收斂定理24-26
• 2.4 希爾伯特黃變換26-30
• 2.4.1 希爾伯特黃變換原理26-28
• 2.4.2 希爾伯特黃變換分析28-30
• 2.5 本章小結(jié)30-31
• 第三章 跌倒檢測算法研究31-57
• 3.1 閾值算法31-32
• 3.2 模式識別算法32-35
• 3.2.1 模式識別的分類32
• 3.2.2 模式識別算法概述32-33
• 3.2.3 分類器的設(shè)計33-35
• 3.3 支持向量機的跌倒檢測算法35-39
• 3.3.1 支持向量機的跌倒檢測算法35-38
• 3.3.2 核函數(shù)類型及其參數(shù)的選擇38-39
• 3.4 自適應(yīng)閾值算法39-50
• 3.4.1 閾值的選取39-44
• 3.4.2 閾值檢測算法44-50
• 3.5 希爾伯特黃變換的特征提取50-56
• 3.5.1 特征值選擇50-51
• 3.5.2 特征向量提取51-56
• 3.6 本章小結(jié)56-57
• 第四章 跌倒檢測系統(tǒng)的設(shè)計57-69
• 4.1 跌倒檢測系統(tǒng)的總體設(shè)計57-58
• 4.2 信號采集模塊58-61
• 4.3 信號處理模塊61-67
• 4.4 無線通訊模塊67-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 跌倒檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)與驗證69-80
• 5.1 跌倒檢測系統(tǒng)的實現(xiàn)69-74
• 5.1.1 信號采集模塊的實現(xiàn)69-71
• 5.1.2 信號處理模塊的實現(xiàn)71-73
• 5.1.3 無線通訊模塊的實現(xiàn)73-74
• 5.2 跌倒檢測系統(tǒng)的實驗驗證74-79
• 5.2.1 實驗設(shè)計與步驟74-76
• 5.2.2 實驗結(jié)果及分析76-79
• 5.3 本章小結(jié)79-80
• 第六章 總結(jié)與展望80-82
• 6.1 總結(jié)80-81
• 6.2 展望81-82
• 參考文獻(xiàn)82-85
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及取得的相關(guān)科研成果85-86
• 致謝86-87

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中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 王旭東;;基于Lab Windows/CVI7.1綜合檢測系統(tǒng)[J];今日電子;2007年08期

2 本刊編輯部;;科技期刊不端文獻(xiàn)檢測系統(tǒng)使用情況通報[J];電訊技術(shù);2009年10期

3 張立平;;空調(diào)生產(chǎn)線檢測系統(tǒng)的設(shè)計和應(yīng)用[J];自動化與信息工程;2010年02期

4 劉成軍;;淺談云計算的木馬檢測系統(tǒng)設(shè)計[J];計算機光盤軟件與應(yīng)用;2012年24期

5 鄭春瑞;檢測系統(tǒng)今后的課題——面向未來探索基本要點[J];組合機床與自動化加工技術(shù);1985年12期

6 徐大慶;多媒體檢測系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)的一種方法[J];計算機應(yīng)用;1997年03期

7 程仁洪;一種實用的傾斜角檢測系統(tǒng)[J];基礎(chǔ)自動化;1997年05期

8 蔣曉松;張在德;楊志平;許世宏;張慶海;;無線電綜合檢測系統(tǒng)[J];電子測量技術(shù);2002年05期

9 劉琪,馬殙;天津輕軌列車出入庫檢測系統(tǒng)[J];移動通信;2003年11期

10 何祥林;;檢測系統(tǒng)中的干擾分析與抑制[J];大眾科技;2006年08期

中國重要會議論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 馬豐嶺;黃波;;智能型閘盤偏擺檢測系統(tǒng)的設(shè)計研究[A];第24屆全國煤礦自動化與信息化學(xué)術(shù)會議暨第6屆中國煤礦信息化與自動化高層論壇論文集[C];2014年

2 唐宇;王洪;唐孟培;;新型激光誘導(dǎo)熒光光纖檢測系統(tǒng)的研制[A];第一屆中國高校通信類院系學(xué)術(shù)研討會論文集[C];2007年

3 陳牡丹;周光明;;超聲C掃描檢測系統(tǒng)性能校核研究[A];中國力學(xué)大會——2013論文摘要集[C];2013年

4 王振華;呂華;陸祖宏;;單分子熒光漲落檢測系統(tǒng)的研制[A];中國生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)會醫(yī)學(xué)物理分會第十次學(xué)術(shù)年會、中華醫(yī)學(xué)會醫(yī)學(xué)工程學(xué)分會第一次醫(yī)療設(shè)備科學(xué)管理研討會論文集[C];1998年

5 陳志強;高文煥;康克軍;張麗;;大型集裝箱檢測系統(tǒng)的新型客戶／服務(wù)器網(wǎng)絡(luò)模型[A];第9屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];1998年

6 韓疆;劉曉星;潘接林;張建平;顏永紅;張鵬遠(yuǎn);呂萍;劉建;;一種網(wǎng)絡(luò)信息安全中的語音關(guān)鍵詞檢測系統(tǒng)[A];全國網(wǎng)絡(luò)與信息安全技術(shù)研討會’2004論文集[C];2004年

7 鄧延;;SDI-5420 Delta X大型超聲C-掃描檢測系統(tǒng)[A];陜西省第九屆無損檢測年會陜西省機械工程學(xué)會無損檢測分會論文集[C];2004年

8 陳宋宋;郭延凱;鐘鳴;;移動式電力能效檢測系統(tǒng)及方法[A];2013年中國電機工程學(xué)會年會論文集[C];2013年

9 向新程;周立業(yè);張顏民;灻毅斌;王立強;李富榮;高寶增;張玉愛;苗積臣;劉錫明;;組合移動式鈷-60集裝箱檢測系統(tǒng)的研制[A];第十屆全國核電子學(xué)與核探測技術(shù)學(xué)術(shù)年會論文集[C];2000年

10 鐘文勇;唐勝江;楊新文;;電子學(xué)系統(tǒng)涂層檢測系統(tǒng)開發(fā)[A];第二屆全國信息與電子工程學(xué)術(shù)交流會暨第十三屆四川省電子學(xué)會曙光分會學(xué)術(shù)年會論文集[C];2006年

中國重要報紙全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 齊澤萍;治超不停車檢測系統(tǒng)在我省啟用[N];山西經(jīng)濟日報;2008年

2 蔣夢恬 記者 王春;手機安全檢測系統(tǒng)令“流氓”軟件無處遁形[N];科技日報;2013年

3 郭曉;鄭州建設(shè)簡易工況檢測系統(tǒng)[N];中國環(huán)境報;2006年

4 馬曉艷;全省高速公路57個治超點啟用不停車檢測系統(tǒng)[N];山西經(jīng)濟日報;2008年

5 孫宏;先進(jìn)光學(xué)3D板坯表面 質(zhì)量檢測系統(tǒng)[N];世界金屬導(dǎo)報;2012年

6 謝昌民;運城高速全部實現(xiàn)不停車超限超載檢測[N];山西日報;2008年

7 本報記者 張海瑞;創(chuàng)新科技治超 步入長效軌道[N];太原日報;2011年

8 方通;網(wǎng)絡(luò)入侵檢測系統(tǒng)——構(gòu)筑全方位保障[N];中國水利報;2003年

9 劉永春;陽高縣科技治超效果好[N];大同日報;2011年

10 可可;特諾恩轉(zhuǎn)爐噴濺檢測系統(tǒng)技術(shù)獲獎[N];中國冶金報;2011年

中國博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 黎耀;IPv6環(huán)境下異常檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];華中科技大學(xué);2006年

2 熊俊;單細(xì)胞離子光電聯(lián)合檢測系統(tǒng)的研究與設(shè)計[D];華中科技大學(xué);2007年

3 蘇波;集成光纖的毛細(xì)管電泳芯片檢測系統(tǒng)的研制[D];中國科學(xué)院研究生院（電子學(xué)研究所）;2006年

4 胡文靜;用于金屬探測的混沌振子系統(tǒng)研究[D];山東大學(xué);2012年

5 賀惠新;燃機異常檢測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究[D];哈爾濱工業(yè)大學(xué);2013年

中國碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 韓浩;基于WSN農(nóng)作物生理參數(shù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D];寧夏大學(xué);2015年

2 王磊;基于DM642的人臉檢測系統(tǒng)[D];蘇州大學(xué);2015年

3 倪生冬;維語版《士兵職業(yè)基本適應(yīng)性檢測系統(tǒng)》的編制與信效度檢驗[D];第四軍醫(yī)大學(xué);2015年

4 錢云鵬;基于CCD的血漿乳糜度檢測系統(tǒng)設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

5 張鶴;高速、低噪聲太赫茲檢測系統(tǒng)[D];南京大學(xué);2014年

6 宋智明;模塊化實時人臉檢測系統(tǒng)的設(shè)計[D];大連理工大學(xué);2015年

7 葛楠;寧波移動公司基站維護(hù)檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];電子科技大學(xué);2014年

8 王剛;基于多傳感器的可穿戴跌倒檢測系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D];北京工業(yè)大學(xué);2015年

9 張巖;圓網(wǎng)壁紙印刷機套印檢測系統(tǒng)的研究[D];西安工程大學(xué);2015年

10 朱旭;高速公路超限檢測系統(tǒng)設(shè)計[D];太原理工大學(xué);2012年

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本文編號：628188