卡尔曼滤波在人体姿态检测中的应用

卡尔曼滤波在人体姿态检测中的应用

杜波，张卓，刘垚

(长春工程学院电气与信息工程学院，长春 130012)

主要研究检测技术与自动化装置。

摘要：为了尽早发现老人的意外跌倒，避免长躺现象，争取救护时间，对人体姿态进行检测。由控制器STM32F103和传感器MPU6050构成信号采集系统，采用无线蓝牙模式进行数据传递，由接收系统进行数据分析和显示。建立人体坐标系，对采集的加速度信号进行卡尔曼滤波，调节参数，补偿测量误差，实现最优估计。对滤波后的加速度信号进行整合，并以角度信号为辅助，进行姿态判断，及时判断跌倒事故。通过Matlab仿真发现，卡尔曼滤波的使用有效地提高了系统的测量精度，有助于姿态判断的实现。

关键词：卡尔曼滤波；姿态检测；加速度信号；Matlab；蓝牙

doi:10.3969/j.issn.1009-8984.2015.03.024

收稿日期：2015-06-29

基金项目：吉林省教育厅项目(120140059；12014K013)

作者简介：杜波(1976-)，女(汉)，长春，副教授，硕士

中图分类号：TP29献标志码：A

0前言

当今社会老龄化日益严重，无人监护的居家老人频发意外跌倒事故，如果跌倒后躺在地上的时间超过1 h，称为“长躺”。长躺对于老年人来讲很危险，可导致虚弱、疾病，甚至死亡[1]。因此，对人体姿态的检测，特别是对跌倒的及时发现就显得尤为重要，为意外跌倒患者的进一步救护争取宝贵时间，意义重大。

人体在运动中会有很多的信息量，比如速度、角度、加速度等，捕捉人体运动中的特征量，并对其进行分析，从而对人体运动状态进行判断。加速度信号能够体现人体运动的激烈程度，因此，采用加速度传感器对人体运动中的加速度信号进行采集，并进行分析和处理，从而实现人体姿态和跌倒的判断。……