[发明专利]基于朴素贝叶斯算法的跌倒检测报警系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及电子检测技术领域，尤其涉及基于朴素贝叶斯算法的跌倒检 测报警系统及方法。

背景技术

目前人口老龄化程度的日益加剧，跌倒已经成为影响老年人健康的一个 严重问题，它不仅严重影响了老年人的身体健康和独立生活能力，还造成了 老年人心理上的负担和恐惧，有时造成的后果甚至是致命的。采取适当的措 施进行跌倒检测报警可以使他们得到及时的救助，避免一些不必要的麻烦， 同时也能减少医药开销。

现在针对老年人的跌倒检测方法主要分为三种：第一种是基于视频监测， 在特定区域安装视频监视器，在该区域对人体进行跟踪监测；第二种是基于 振动监测，在地面安装振动传感器，当振动传感器周围一定范围内人体跌倒 时，振动传感器会振动；第三种是基于人体姿势和动作监测，人体跌倒前姿 势和方向会发生变化，通过测定人体跌倒过程中各种物理量的变化，来判断 人体是否跌倒。这几种方法各有利弊，基于视频监测和基于振动监测都受到 环境和空间的限制，视频监测还涉及隐私的问题，振动监测的识别准确率不 好，很容易造成误判。而基于人体姿态和动作的监测采用的是移动便携设备， 环境和空间上没有受到限制，也能和现有的通信技术、检测技术相结合，更 有利于老年人跌倒的检测。然而针对人体姿态和动作的监测，目前国内外的 研究趋势主要是基于加速度阈值的判定，但是阈值法存在很大局限；当人体 进行蹲起、坐下等与跌倒动作幅度相似的运动时，就很容易发生误报。这种 检测方法比较单一，造成的误警率比较高，也不具备通信功能，不能实时通 知跌倒老人的亲属，确定跌倒位置。

发明内容

针对上述问题中存在的不足之处，本发明提供基于朴素贝叶斯算法的跌 倒检测报警系统及方法。

为实现上述目的，本发明提供一种基于朴素贝叶斯算法的跌倒检测报警 系统，包括：采集模块、处理模块、传输模块、识别模块、判断模块和通知 模块；

所述采集模块包括三轴加速度传感器和三轴陀螺仪，三轴加速度传感器 和三轴陀螺仪以采样频率f分别实时采集人体活动中上躯干部位的三维加速 度a_x、a_y、a_z数据和三维角速度ω_x、ω_y、ω_z数据；其中：a_x为沿x轴方向的 加速度，a_y为沿y轴方向的加速度，a_z为沿z轴方向的加速度，ω_x为沿x轴 方向的角速度，ω_y为沿y轴方向的角速度，ω_z为沿z轴方向的角速度；

所述处理模块与所述采集模块相连，用于计算合加速度a与合角速度ω，其中：

所述识别模块通过所述传输模块与所述处理模块相连，用于接收合加速 度数据和合角速度数据，并对人体活动状态进行分类识别，识别出人体的运 动类型；所述运动类型包括：“跌倒”类型、“站立”类型、“下蹲”类型、“上 楼”类型、“下楼”类型、“步行”类型中的一种或多种；

所述判断模块与所述识别模块相连，用于判断人体的运动类型是否为“跌 倒”类型；

所述通知模块与所述判断模块相连，当判断模块的判断结果为“跌倒” 类型时，通知模块通过设置的报警方式通知设定的联系人。

作为本发明的进一步改进，所述判断模块中，当判断结果不属于“跌倒” 类型时，则返回采集模块重新进行数据采集。

作为本发明的进一步改进，所述识别模块包括：

初始化子模块，与所述传输模块相连；用于接收人体活动中上躯干部位 的合加速度与合角速度；

采样子模块，与所述初始化子模块相连；采样子模块内建立合加速度数 据滑动窗口，用acc[m]表示，窗口长度为m；建立合角速度数据滑动窗口， 用angle[m]表示，窗口长度为m；用于以采样频率f接收初始化子模块中人体 活动中上躯干部位的合加速度与合角速度并分别依次存入滑动窗口acc[m]和 angle[m]中；

判定子模块，与所述采样子模块相连，用于判定滑动窗口acc[m]和angle[m] 是否已经填满；若没有填满，则继续进行合加速度数据和合角速度数据采集；