基于热红外传感器阵列的独居老人摔倒行为实时监测方法
【专利摘要】基于热红外传感器阵列的独居老人摔倒行为实时监测方法属于信息【技术领域】，该方法包括如下步骤：步骤一：采用热红外传感器数据采集系统对室内独居老人的活动行为进行实时数据采集；步骤二：对步骤一所监视的独居老人在其所处室内的实时位置进行数学建模；步骤三：利用摔倒监测算法对步骤二所定位的空间位置pi,j(t)进行判断，判定所监视人物状态是否为摔倒。本发明的有益效果是：该方法在对摔倒行为进行实时高效监测的同时，有效的保护了个人隐私，且对日常生活无打扰，可对目标区域进行全天候无盲点的监测。
【专利说明】基于热红外传感器阵列的独居老人摔倒行为实时监测方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信息【技术领域】，提出一种基于热红外传感器阵列观测的独居老人摔倒行为实时监测方法。该方法特别适用于对空巢独居及养老机构老人的摔倒行为实时监测，系统能够在老人摔倒后立即发出报警。
【背景技术】
[0002]目前，在国内外老年人摔倒监测领域，大多数老年人摔倒监测设备采用了可穿戴便携传感器，比如加速度和角速度传感器，或者更简单的帮助呼叫按钮。然而，多数老年人往往不情愿随身佩戴各式各样的传感器设备。在老年人摔倒之后，身体不能移动或者大脑失去意识的情况时有发生，这种情况下，帮助呼叫按钮也会失效。另外一种监测老年人摔倒的方法是采用传统的摄像头监控，对摔倒行为进行快速识别。然而，传统的摄像头监控往往侵犯隐私，尤其在独居老人的居家环境之中，被摄像头长期的监视往往会带来心理的不适。
[0003]热红外传感器又称为红外动作传感器，对人物体温敏感度较高，由该传感器组成的传感器阵列能采集移动人物的动作/行为信息，对行为分析以及异常行为监测等提供数据基础。但，热红外传感器阵列的缺陷在于:采集的数据精度低，仅为反应动作剧烈程度的
O,I 二值数据。
【发明内容】
[0004]为了克服便携传感器以及传统的摄像头设备在老年人摔倒监测中的不足，本发明方法所采用的热红外传感器技术及老年人摔倒监测算法能够将监测设备及监测方法对用户日常生活的打扰以及隐私的侵犯程度降到最低；并且，本发明的方法不受光线强弱影响，在白天或者夜间的光线变化 不会带来行为数据误差；同时，传感器阵列全方位安装于室内屋顶的各个角落，可实现无盲点监测。
[0005]本发明所采取的技术方案如下:
[0006]基于热红外传感器阵列的独居老人摔倒行为实时监测方法包括如下步骤:
[0007]步骤一:采用热红外传感器数据采集系统对室内独居老人的活动行为进行实时数据米集；
[0008]所述的热红外传感器数据采集系统包括控制器模块、热红外传感器阵列和PC工控机；多个热红外传感器在室内屋顶布置形成顶视摄像机阵列，用于拍摄监视区域内的活动行为实时数据；控制器模块包括MCU单片机微处理器、USB转换器和多个RS-422收发器；多个热红外传感器通过串联或并联形成一条热红外传感器母线，每条热红外传感器母线通过一个RS-422收发器与MCU单片机微处理器连接；PC工控机内含有摔倒监测算法，其通过USB转换器与MCU单片机微处理器连接，PC工控机向MCU单片机微处理器发出启动或停止指令，并接收和存储由MCU单片机微处理器传来的活动行为实时数据；
[0009]步骤二:对步骤一所监视的独居老人在其所处室内的实时位置进行数学建模；
[0010]以表达式Sij(t), (i=l,..., m, j=l,..., η)表示在t时刻位于(i, j)位置的传感器活跃状态O或1(0表示传感器非活跃状态,I表示传感器活跃状态)，采样频率设置为H时，定义t (t>H/2)时刻所定位位置像素点的像素值为:
[0011]
【权利要求】
1.基于热红外传感器阵列的独居老人摔倒行为实时监测方法，其特征在于，该方法包括如下步骤: 步骤一:采用热红外传感器数据采集系统对室内独居老人的活动行为进行实时数据采集; 所述的热红外传感器数据采集系统包括控制器模块、热红外传感器阵列和PC工控机；多个热红外传感器在室内屋顶布置形成顶视摄像机阵列，用于拍摄监视区域内的活动行为实时数据；控制器模块包括MCU单片机微处理器、USB转换器和多个RS-422收发器；多个热红外传感器通过串联或并联形成一条热红外传感器母线，每条热红外传感器母线通过一个RS-422收发器与MCU单片机微处理器连接；PC工控机内含有摔倒监测算法，其通过USB转换器与MCU单片机微处理器连接，PC工控机向MCU单片机微处理器发出启动或停止指令，并接收和存储由MCU单片机微处理器传来的活动行为实时数据； 步骤二:对步骤一所监视的独居老人在其所处室内的实时位置进行数学建模； 以表达式Sij(t), (i=l,..., m, j=l,..., η)表示在t时刻位于(i, j)位置的传感器活跃状态O或1(0表示传感器非活跃状态,I表示传感器活跃状态)，采样频率设置为H时,定义t (t>H/2)时刻所定位位置像素点的像素值为:
【文档编号】A61B5/11GK103815912SQ201410039128
【公开日】2014年5月28日 申请日期:2014年1月26日 优先权日:2014年1月26日
【发明者】陶帅, 裴炳南, 张玉霞, 裴腾达, 王洪雁 申请人:大连大学