افزایش دقت الگوریتم های تشخیص سقوط از طریق حذف نویز به همراه شبیه سازی

حوادثی از قبیل زمین خوردن یا افتادن از بلندی جزء حوادث پرتکرار در سالمندان و کارگران صنعتی به شمار میرود. تشخیص سریع این حوادث و اعلام هشدار به منظور امدادرسانی به موقع، میزان خسارات جانی را در چنین حوادثی کاهش می دهد. در میان روش های تشخیص سقوط روش متعددی از قبیل روش های مبتنی بر بینایی، دستگاه های محیطی و حسگرهای اینرسی وجود دارند. در میان این روش ها استفاده از حسگرهای اینرسی کارایی بهتر و هزینه کمتری در بردارد. هدف اصلی این مقاله افزایش دقت تشخیص سقوط در روش مبتنی بر حسگرهای اینرسی است. عوامل متعددی بر دقت تشخیص سقوط تاثیر میگذارند که از مهمترین آنها می توان به نویز اندازه گیری و داده های پرت اشاره کرد. این مقاله تاثیر حذف نویز اندازه گیری بر دقت تشخیص سقوط را بررسی میکند و با استفاده از شبیه سازی بر روی داده های واقعی ثبت شده، تلاش میکنیم درصد تشخیص صحیح سقوط را افزایش دهیم. برای این کار از روش های مختلفی از قبیل حذف نویز با فیلترهای دیجیتال، حذف نویز با فیلتر میانگین گیر و حذف نویز با تبدیل موجک گسسته استفاده میکنیم و نسبت سیگنال به نویز را قبل و بعد از حذف نویز مقایسه میکنیم. برای طبقه بندی فعالیت های سقوط از طبقه بند بیز ساده استفاده میکنیم و از معیارهای ارزیابی طبقه بند برای محاسبه کارایی الگوریتم های تشخیص سقوط استفاده میکنیم. برای ارزیابی دقت تشخیص و میزان تاثیر روش های مختلف حذف نویز از داده های واقعی استفاده میکنیم. این داده ها در قالب داده های بین المللی SisFall شناخته شده و در دسترس محققان این زمینه قرار دارد. چندین ویژگی برای تشخیص سقوط معرفی شده است که در چهاردسته جهت گیری، زمان، گشتاورهای آماری و ناحیه قرار گرفتند و مشخص شد ویژگی های مبتنی بر ناحیه بدون پیش پردازش دقت بالاتری دارند اما بعد از پیش پردازش ویژگی های اندازه و گشتاورهای آماری بالاترین دقت را دارند. در آخر نتایج شبیه سازی ها ارائه شده است.

کلیدواژه ها:

تشخیص سقوط ، حسگرهای اینرسی ، حذف نویز ، تبدیل موجک گسسته ، فیلتر دیجیتال ، SisFall