人體跌倒運(yùn)動(dòng)的檢測(cè)與建模研究.pdf

1、社會(huì)老齡化的加劇提高了人們對(duì)老年人健康問(wèn)題的關(guān)注度。中國(guó)作為世界人口最多的國(guó)家，老齡化問(wèn)題會(huì)關(guān)系到國(guó)家乃至全世界的發(fā)展，其影響力不容忽視。大量的老年人獨(dú)居在家，缺少子女和監(jiān)護(hù)人的照看，再加上老年人的身體機(jī)能下降，很容易發(fā)生各種危險(xiǎn)。其中跌倒問(wèn)題對(duì)老年人健康造成的威脅是巨大的，引起了很多國(guó)內(nèi)外研究機(jī)構(gòu)和學(xué)者的重視。
　　對(duì)人體跌倒的研究屬于人體運(yùn)動(dòng)學(xué)研究的范疇，而人體運(yùn)動(dòng)學(xué)的研究通常用到機(jī)械式傳感器、壓力傳感器、光學(xué)傳感器、聲學(xué)傳感

2、器，以及慣性/磁場(chǎng)傳感器等，其中以光學(xué)傳感器和慣性傳感器應(yīng)用最為廣泛。本文以光學(xué)傳感器為主，慣性傳感器為輔對(duì)人體跌倒問(wèn)題進(jìn)行了研究。
　　然后利用光學(xué)傳感器在描述方向和位置方面的優(yōu)勢(shì)分析人體跌倒過(guò)程中的形態(tài)特征。在人體關(guān)鍵部位粘貼光標(biāo)點(diǎn)，應(yīng)用高速相機(jī)捕捉人體跌倒的瞬間，通過(guò)提取與追蹤光標(biāo)點(diǎn)的位置來(lái)重建人體跌倒運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。為了克服傳統(tǒng)算法的缺點(diǎn)，在對(duì)失焦視頻中光標(biāo)點(diǎn)呈現(xiàn)的特征形狀進(jìn)行細(xì)致的觀察之后，提出了在失焦視頻中運(yùn)用霍夫變換算法

3、來(lái)提取光標(biāo)點(diǎn)的新方法，并編寫(xiě)了算法的程序代碼。將本算法得到的數(shù)據(jù)與商業(yè)軟件ProAnalyst分析得到的數(shù)據(jù)對(duì)比，驗(yàn)證了本算法的可靠性和優(yōu)越性。
　　光學(xué)傳感器在方向和位置的描述方面提供的直觀的信息，而為了充分研究跌倒過(guò)程中的速度和加速度變化，搭建了基于慣性傳感器的實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，用來(lái)檢測(cè)人體跌倒時(shí)候軀干的加速度和角速度信息。通過(guò)對(duì)數(shù)據(jù)的整合和詳細(xì)分析，得到三種體位跌倒時(shí)候的跌倒預(yù)警時(shí)間和姿態(tài)穩(wěn)定角，為后續(xù)與視頻中人體跌倒信息綜合分析打