基于惯性传感的穿戴式跌倒预警防护系统

针对老人跌倒伤害预防的社会难题,设计了一种穿戴式跌倒预警和防护系统,该系统包括跌倒预警器、安全气囊装置、远程监护平台和监护人手机应用程序。当跌倒发生时,跌倒预警器会触发安全气囊快速充气,以减少老人跌倒后所受到的损伤。老人倒地后,跌倒预警器会报警,并发送短信给监护人求助。同时,跌倒过程人体运动学数据会发送到远程监护平台,并显示跌倒事件发生的位置。最后通过实验验证该跌倒预警和防护系统功能的可靠性。结果表明,该系统可以较准确地检测跌倒,完成跌倒预警报警、气囊快速充气、数据传输和存储、监控平台实时定位等一系列功能,对减少老年人跌倒的直接损伤和缩短救助老人的时间有一定帮助。     

穿戴式跌倒检测中特征向量的提取和降维研究

穿戴式跌倒检测中老年人特征属性过多会造成维数灾难,影响后续跌倒检测精度。针对此问题,首先采用时域分析法提取初始特征向量集,然后用提出的改进核主成分分析算法（IKPCA）对特征向量进行降维,从而获得优质的特征向量集,使得后续的分类具有更好的效果。IKPCA算法首先利用I-RELIEF算法对初始特征向量集进行特征选择,然后计算跌倒特征向量的信息度量和相似度度量,最后根据跌倒特征向量的相似度度量剔除无效的跌倒特征向量。IKPCA算法不但保持核主成分分析算法（KPCA）较好的降维能力,而且扩充了较好的分类能力。利用真实的数据集进行实验,对比分析表明,相比其他算法,IKPCA算法能够得到更优质的特征向量数据集。     

可穿戴式跌倒检测智能系统设计

为提高对老年人跌倒检测的正确率,设计一种可穿戴式跌倒检测系统.研制基于三轴加速度计的跌倒检测设备,给出系统硬件和软件的实现方案;提出基于反向传播(BP)神经网络的跌倒检测算法,将训练好的网络参数植入研制的可穿戴式跌倒检测设备,实现对跌倒的实时检测.实验结果表明:所研制的跌倒检测智能系统能够有效地区分跌倒与非跌倒,正确率达97.37％.     

一种智能可穿戴的跌倒检测系统

针对老年人意外跌倒的问题,设计了一种新型的可穿戴式跌倒检测系统。利用惯性测量单元(Inertial Measurement Unit,IMU)对人体的6个自由度(Directions of Free,DoF)参数进行测量,通过跌倒检测算法分析自由度数据,及时检测出跌倒,并将报警信息通过低功耗蓝牙(Bluetooth Low Energy,BLE)发送到智能手机等终端。对不同的跌倒情况进行一系列的试验,测试结果表明,该系统可以有效地检测到意外跌倒事件并发出报警信息,达到预期目标。     

基于可穿戴压力传感器的跌倒检测研究综述

跌倒是老年人因伤害死亡的主因之一,在跌倒后第一时间施救可以减轻跌倒事件导致的严重后果。同时,随着微机电技术的发展,基于可穿戴设备的跌倒检测研究逐渐成为学者关注的焦点。为了系统梳理基于可穿戴压力传感器的跌倒检测研究进展,首先以人体足部生理结构为基础,分析可穿戴压力传感器作用于跌倒检测的原理与特点;其次基于跌倒检测系统框架,详细综述了压力传感器的设置和系统集成方法、压力数据的特殊处理方法以及跌倒检测模型的不同判断方法;最后对已有研究成果进行分类和对比分析,为后续研究提供借鉴和参考。     

基于可穿戴惯性传感器的跌倒预先识别方法

跌倒是老年人意外伤亡的主要原因,使用防护产品是预防其伤亡的重要措施.为提升跌倒防护产品的适用性,提出一种结合阈值和支持向量机(SVM)多分类的跌倒预先识别方法.利用置于腰部的惯性传感器采集人体动作的加速度和角速度,并提取合加速度、水平合角速度和姿态角特征.通过设定特征阈值对样本进行初步检测,并对疑似跌倒样本提取时间窗内特征的均值、范围和方差来构建分类特征向量,通过训练的SVM多分类器对疑似跌倒样本进行复检和方向识别.结果表明:该方法对跌倒预先识别的前置时间为256ms,准确率为98.9％,可有效预先识别跌倒行为及其方向.     

基于可穿戴设备的跌倒检测及远程监护系统设计

为了保护老年人行走健康,满足护理需求,减少老年人因为不慎跌倒而造成的身体伤害,研制了一种可穿戴的以三轴加速传感设备为核心设备的人体跌倒检测系统。系统主要基于人体姿态能量测控,利用骨骼姿态角度为评判标准,检测老年人形体状况。为了实现检测高准确率,系统整体运用滤波算法,提高测算精度。     

基于腕部可穿戴设备的跌倒监护系统设计与实现

随着社会老龄化加快,老年人或病人的人工监护成本越来越高,针对目前各种跌倒监测装置的不足,设计了一款基于腕部智能穿戴设备的生理体征采集、跌倒监测和报警系统,该装置通过集成的各种传感器采集腕部高度、加速度、角速度等体征信号,并采用合适的算法实现了跌倒检测报警功能。实验结果表明,通过佩戴本文设计的腕部智能穿戴设备可以较好地实现对跌倒行为和日常非跌倒行为的区分,在不影响佩戴者舒适度情况下行为检出率可达到98.5%。     

基于CC3200的Wi-Fi无线组网式跌倒检测系统

TI公司的CC3200是一款基于ARM Cortex-M4处理器核的微控制器,是TI SimpleLink产品线上的一员,其具有既方便又强大的Wi-Fi网络通信能力.本文利用CC3200这些特性,结合MMA7260加速度传感器,设计了一种新型的以Wi-Fi作为组网模式的无线加速度检测系统,其主要应用方向为检测人的跌倒等情况.     

机器人包装防护箱体的结构和震动特性分析

针对公路和海洋运输过程中防水、防腐、防震等境况,本文完成了对某型号机器人运输包装箱体结构设计,运用有限元分析方法分析了箱体的的振动特性,验证了箱体的可靠性。     

基于可穿戴设备的跌倒检测方法综述

基于可穿戴设备的跌倒检测系统能检测人的跌倒行为,并在老人监护等场景下得到广泛应用,相关系统的设计也引起众多研究人员的关注。对于基于可穿戴设备的跌倒检测系统的研究情况做了详细综述,介绍了跌倒的过程,按照可穿戴设备跌倒检测系统的工作流程,分别从数据采集、数据预处理、特征提取和判别算法等几个方面介绍目前研究工作的开展情况,并对已有研究成果进行分类、对比和统计分析,为后续研究工作提供有意义的借鉴与参考。     

老年人跌倒检测算法的研究现状

近些年,老年人的健康问题越来越受到重视,跌倒作为影响老年人健康安全问题的主要原因之一,其研究热度一直居高不下,高质量的跌倒检测算法层出不穷.总结了跌倒检测的研究意义和现有的热门研究方法,分别从单一算法和混合算法的角度概述基于阈值、机器学习与深度学习三个方面的跌倒检测算法,介绍各算法的检测方式、判定方式、总体性能和各类单...     

管道机器人无线发射装置磁场分布研究

针对管道机器人无线通信定位精度低和距离近的问题,提出一种管道机器人发射装置的并行多级线圈结构,提高空间中电磁线圈的磁场发射强度.利用ANSYS对不同匝数的单级线圈进行仿真,仿真结果表明在线圈激励电压一定的情况下,线圈产生的磁场的强度与线圈匝数无关;在符合技术等指标要求下,线圈的产生的场强大小与线圈的级数成正比关系.     

一种防跌倒预警系统的研究与实现

跌倒是造成世界上意外伤害死亡的第二大原因,如何预防跌倒已成为保障老人生命的关键。目前常见 “跌倒报警器”的传感模块一般采用单一的三轴加速度计,测量精度受限,仅能实现人体跌倒后的报警功能而不 能实现跌倒前的预警。文章设计并实现了一种基于 MEMS 惯性传感单元的防跌倒预警器,率先设计了含“三轴 加速度计+三轴陀螺仪+三轴磁力计”的高精度多模态传感模块,内嵌跌倒预警算法,并通过蜂鸣器和振动器警 示。对九名健康年轻实验对象进行了总计 81 次的跌倒实验,系统结合基于阈值的跌倒预警算法,结果表明,其 检测灵敏度可达 98.61% 且特异度为 98.61%,平均预警时间为 300 ms。未来研究将嵌入全球移动通信系统(Global System For Mobile, GSM)、全球定位系统(Global Positioning System, GPS)等电路模块功能及配备穿戴式安全气 囊,有望在易跌人群中实现实时防护和及时救治。     

基于有限元的方向舵分配机构延寿技术研究

某型方向舵分配机构延寿研究是飞机延寿研究的重要组成部分,方向舵分配机构延寿研究过程重点对壳体进行疲劳寿命估算。针对目前常用延寿方法的不足,提出了一种延寿综合决策方法,在分析产品延寿可行性、确定延寿目标和壳体为薄弱环节后,应用有限元分析及细节疲劳额定值(DFR)对壳体开展疲劳寿命估算。首先,通过有限元仿真,分析到寿方向舵分配机构壳体在额定工况下各主要功能管道的最大应力值,确定壳体是否满足静强度设计要求;其次,应用细节疲劳额定值(DFR)方法,对壳体疲劳寿命进行37.5万次(延寿目标值对应耐久试验循环次数)耐久试验循环校核;最后对壳体开展实验验证。实验结果表明,壳体未出现裂纹和其它机械损伤等现象,满足飞机的延寿使用需求,与仿真计算结果一致,验证了采用的延寿综合决策方法的正确性。     

智能穿戴超声波测距可定位导盲腰带研究与设计

采用超声波原理,以STC89C52单片机作为主控核心,设计一款智能穿戴超声波测距可定位导盲腰带。该装置可以给处于行走状态的盲人进行道路障碍的实时探测,障碍物的实时距离信息以语音播报方式实现传送,使盲人获取其周围环境情况,并通过附带GPS定位、GSM通信功能保障盲人出行安全。此腰带设计采用的设备成本较低并易于批量生产,测距误差小,作为盲人出行的辅助工具有较高的实用价值。     

交流接触器电磁机构动态仿真分析

本文在研究电磁机构动态特性的有限元分析方法的基础上,应用ANSYS分析软件构建了交流接触器电磁机构的三维实体模型;对不同激励下,时间进程中各空间方位离散的点进行了静态分析,完成了该机构动态分析。     

双星定位中精度空间模型的建立及应用

本文在研究了地球同步轨道卫星中双星定位原理后,提出了双星定位的精度空间概念,建立了精度空间模型,分析了其物理意义。最后仿真计算了双星交汇空间中的定位精度,给出了其中的精度分布。     

基片式FBG在飞机蒙皮测试中的对称补偿研究

基片式FBG传感器封装结构在应变测试中受到广泛关注,尤其是在航空航天领域,其粘贴方式对监测飞机蒙皮应变具有重要意义。为了提高基片式封装结构的FBG测量飞机蒙皮应变精度,对薄板试验件粘贴基片式FBG传感器进行力学性能研究,实验结果表明传统粘结基片式FBG传感器方式会引起被测薄板材在拉伸过程中产生非线性变形。据此,通过ANSYS有限元分析软件仿真粘贴1 mm传感单元的1.5 mm薄板静态加载过程,并进行静力学有限元优化分析,力学分析及理论推导结果显示,对称粘贴基片式FBG传感单元能够解决应变与波长非线性关系,且能够有效补偿温度对测量的影响。搭建FBG解调系统与MTS力学测试实验系统,实验结果表明,在对称补偿的布点方式下,应变测试线性度为0.998,传感单元应变灵敏度为0.946 pm/με,提高了应变测试精度,可以有效的应用到飞机蒙皮应变测试。     

可穿戴式无线网络技术研究及应用

本文从可穿戴式计算机的概念出发,提出了可穿戴式无线网络的概念。并运用IEEE802.15标准中的蓝牙和Zig鄄Bee技术构建了可穿戴式无线网络模型,阐明了它们的服务原理,分析了可穿戴式无线网络的核心技术。最后展望了可穿戴式无线网络在不同领域的应用。