可穿戴式跌倒检测系统综述

徐 涛，色海锋

(沈阳航空航天大学 自动化学院，沈阳 110136)

跌倒是导致老年人受伤或死亡的主要危险因素之一。据统计，20%～30%的跌倒会使老人受到伤害，包括髋部骨折、脑损伤、上肢损伤以及死亡[1]。此外，非伤害性的跌倒也可能是致命的。研究发现，老人跌倒后躺在地板上超过12小时可能会出现压疮、脱水、体温过低以及肺炎等症状[2]。为了减少这一严重的健康威胁，人们开发了具有自动检测跌倒功能的可穿戴式跌倒检测系统。该系统将可穿戴设备嵌入在头盔、衣服、腰带、手表、手机或鞋子等日常衣物中，当检测到跌倒时，系统将发出警报以提醒医院或家人为跌倒老人提供援助，降低跌倒相关健康并发症发生的风险。该系统的工作机理如图1所示。

图1 可穿戴式跌倒检测系统的工作机理

目前，可穿戴式跌倒检测系统已经从理论研究发展到应用研究阶段。系统应用的核心问题主要取决于算法的检测精度、电池寿命以及老人接受程度这3种因素。即理论上可穿式跌倒检测系统需要检测出所有的跌倒事件，同时将误报警率降到最低。另一方面，可穿戴设备要具备低功耗的特点，降低充电或更换电池的频率。此外，可穿戴设备应减小体积并布置在合适位置，提高老人的接受程度。为此众多学者在传感器(类型、放置位置和采样率)、提取的特征、分类算法、数据集、评价指标以及低功耗技术等方面进行了大量的研究。本文将从这些方面对近些年的可穿戴式跌倒检测方法进行介绍和总结。……