可穿戴式個人室內(nèi)位置和行為監(jiān)測系統(tǒng).pdf

1、第六次全國人口普查數(shù)據(jù)顯示，中國正邁入老齡化社會，人口結(jié)構老化、生育率低等問題已成未來發(fā)展的重大隱患。然而目前從事老年人看護的醫(yī)療人員人數(shù)遠遠不夠，通過大量人力物力來提供良好的老年人看護服務難度較大，穿戴式監(jiān)測系統(tǒng)從位置和行為兩方面為全時段的老年人看護提供了可行性。
　　本文分別針對室內(nèi)定位和行為識別問題進行研究，實現(xiàn)了可穿戴式個人室內(nèi)位置和行為的監(jiān)測系統(tǒng)。此系統(tǒng)的優(yōu)點在于系統(tǒng)成本低、結(jié)構簡單。首先基于單個慣性測量單元(Inert

2、ial Measurement Unit，IMU)實現(xiàn)了九種簡單日常動作的識別，這九種動作分別是:站、坐、躺、走、跑、站起、坐下、坐起、躺下。通過單個節(jié)點固定位置的選擇，并且提出了基于空間姿態(tài)信息特征來提高動作識別的正確率。其次，本文在經(jīng)典慣性導航定位系統(tǒng)的結(jié)構基礎上，以增加朝向、位置參考為目標，進行了一系列的改進，提高定位精度。對于零速更新算法，本文利用其在零速期速度重置時的速度誤差信息，通過構造簡單加速度誤差模型來計算出邁步期的加速

3、度恒定誤差，并且回滾計算積分過程來消除邁步期累積的位移誤差。接著增加固定在腰部的IMU提供直線行走情況下的朝向參考;增加雙腳IMU和測距傳感器節(jié)點使得兩腳在行走過程中彼此提供位置參考，從而減小定位誤差。并且考慮到多人定位場景下的相互合作，通過測距傳感器將多人的位置估計相互融合，多次迭代獲取多人的位置最優(yōu)估計。這些改進策略的效果都通過真實環(huán)境中的多組實驗進行驗證。最后，本文在分別獲取了位置和行為信息的基礎上，利用室內(nèi)位置和行為的相關性，構