收藏本站
收藏 | 论文排版

基于CNN的单目标摔倒检测算法研究及FPGA实现

姚刚  
【摘要】:随着我国人口老龄化不断加剧,摔倒检测算法和系统的研究逐渐成为当前研究的热点之一。在摔倒检测的多种实现方式中,基于视频图像处理的摔倒检测方法以突出的优势和广泛的应用前景深受学者们青睐。但是目前对摔倒检测算法的研究大多停留在PC上的仿真阶段,只有少数学者将摔倒检测算法在嵌入式平台上实现。这部分学者在进行算法实现的研究时没有考虑人体与摄像头之间的夹角以及人体倒下后被部分遮挡的情况,致使现有摔倒检测系统使用场景受限,可靠性缺乏。为了解决上述问题,本文提出一种融合传统摔倒检测方法和基于CNN摔倒检测方法的摔倒检测算法,并在算法中设计了摔倒检测方法自动选择模块。使用背景差分法和形态学开运算来进行运动目标的提取,使用运动目标像素点个数占图像像素点总个数的比值来进行摔倒检测方法的选择。当摔倒检测方法选择为传统方法时,使用人体最小外接矩形高宽比和有效面积比来进行摔倒判定;当摔倒检测方法选择为基于CNN的方法时,使用Fall-Net网络对图像进行分类的方法来进行摔倒判定。Fall-Net网络基于Le Net-5网络设计优化得到,可以更好地在嵌入式平台实现。本文还制作了一个丰富的融合数据集,用于完成FallNet网络的训练和验证。本文使用PYNQ-Z2平台作为系统的核心处理模块,结合视频采集模块、声音报警模块、短信报警模块、语音辅助报警模块共同完成了摔倒的自动检测和多元化的报警求助。FPGA的内部功能模块采用IP化的设计方法,使用Vivado、Vivado HLS开发工具先将各功能模块封装成IP,再调用各IP实现全部功能,完成系统设计。实验结果表明本文提出的摔倒检测算法较传统摔倒检测方法具有更好的实用性,可以有效解决当人体与摄像头之间夹角过大以及人体倒下后被部分遮挡时现有算法存在的问题,在准确率上较现有算法提升了20%以上。本文设计的摔倒检测系统的平均报警延时低于5s,符合现实中摔倒检测对实时性要求。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前18条
1 唐浩漾;张小媛;王燕;杨青;;基于生成对抗网络的人体异常行为检测算法[J];西安邮电大学学报;2020年03期
2 尹述峰;赵俊忠;郭银章;;改进检测子生成算法在入侵检测中的应用[J];计算机工程;2010年09期
3 刘志成;周启亚;;H.264/AVC全零块检测算法原理及性能分析[J];计算机与现代化;2011年03期
4 李少军;朱振福;;采用粒子滤波的先跟踪后检测算法[J];红外与激光工程;2009年02期
5 陆声链,林士敏,黄万华;基于相似系数和的孤立点检测算法[J];安徽师范大学学报(自然科学版);2004年02期
6 毛玉芳;杨振宇;;基于αβ变换的电压跌落检测算法研究[J];江苏电机工程;2007年06期
7 刘歆;牛少彰;;信息隐藏的检测算法研究综述[J];北京电子科技学院学报;2005年04期
8 徐义春;沈沆瑜;周敦广;陈炼;;一种改进的基于角度检测的实时指尖检测算法[J];三峡大学学报(自然科学版);2014年06期
9 战立晓;汤子跃;朱振波;;雷达微弱目标检测前跟踪算法综述[J];现代雷达;2013年04期
10 王一萍;张剑飞;;应用膜计算的社区检测算法[J];兵工自动化;2017年02期
11 樊玲;;基于裂变繁殖粒子滤波的检测前跟踪算法[J];计算机应用;2011年09期
12 李晓星;朱明;;基于低光增强的夜间疲劳驾驶检测算法[J];计算机系统应用;2020年10期
13 栾兰;刘淑芬;张欣佳;;基于检测点失效检测算法的研究与改进[J];吉林大学学报(理学版);2008年04期
14 刘玉雪;李文敬;杨立志;张海志;;Credit-Recovery分布式并行终止检测算法的改进[J];广西师范学院学报(自然科学版);2009年02期
15 孙俊,朱光喜;BLAST系统的检测算法[J];无线电工程;2005年01期
16 陈勇;黄涛;张煜昊;汤啸雷;盛黎明;谢洪平;杜长青;;工地现场多目标危险行为检测算法的研究与实现[J];计算机应用研究;2020年S2期
17 秦晓飞;盛凯;朱玥;杨勇;赵刚;贾程;李成名;鲁小东;周坚风;;基于注意力模型的人脸关键点检测算法[J];光学仪器;2020年02期
18 翟鑫;李昕;;基于深度学习的下井人员安全状态快速检测算法研究[J];河南科技;2021年02期
中国重要会议论文全文数据库 前20条
1 张华玲;陈小军;;网络数据流内容安全检测算法优化与实现[A];第28次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2013年
2 李凤海;张佰龙;刘皖;陈长敏;;小型专用电子设备抗攻击检测算法研究[A];第28次全国计算机安全学术交流会论文集[C];2013年
3 戴渊明;张翔;王再富;;基于改进概率霍夫变换算法的车道检测方法研究[A];浙江省电子学会2006年学术年会论文集[C];2006年
4 幸高翔;蔡志明;;联合检测与估计的序贯算法研究[A];中国声学学会2005年青年学术会议[CYCA'05]论文集[C];2005年
5 刘虓;叶家玮;;基于多边形重叠检测的零件排样靠接算法[A];第四届全国船舶与海洋工程学术会议论文集[C];2009年
6 范江涛;马冠一;;延时相乘捕获算法的检测率分析[A];第三届中国卫星导航学术年会电子文集——S07北斗/GNSS用户终端技术[C];2012年
7 宋彦;汪萌;戴礼荣;;一种带双端发声检测的回声消除改进算法[A];第九届全国人机语音通讯学术会议论文集[C];2007年
8 黄双欢;程良伦;;一种基于粒子群优化的快速图像倾斜角度检测算法[A];中国自动化学会中南六省(区)2010年第28届年会·论文集[C];2010年
9 张文强;周志杰;;一种新的DT检测算法[A];开创新世纪的通信技术——第七届全国青年通信学术会议论文集[C];2001年
10 金诚;刘超;闵敏;银燕;;沙漠地区FY-3D云检测算法开发及评估[A];第34届中国气象学会年会 S10 大气物理学与大气环境论文集[C];2017年
11 赵珩;吴波;;一种声检测算法的研究应用[A];中国声学学会水声学分会2015年学术会议论文集[C];2015年
12 张新;;化肥中氮和氯的检测方法[A];“如何建立科学决策机制理论研讨会——决策论坛”论文集(下)[C];2015年
13 梁芳慧;靳丹红;马品一;金月;王兴华;高德江;宋大千;;三聚氰胺检测技术的研究进展[A];2013现场检测仪器及技术研讨会大会报告及论文[C];2013年
14 尹惠琼;贾茗娴;王蕊;杨姝;王升启;章金刚;;纳米探针检测新技术及其在蓝舌病病毒检测中的应用[A];2012全国临床微生物与感染免疫学术研讨会论文集[C];2012年
15 冷冰;张峰;高天德;;小波分析在电压暂降检测算法中的应用研究[A];第三届上海——西安声学学会学术会议论文集[C];2013年
16 韩丽明;;食源性致病微生物的快速检测方法分析[A];湖南中医药大学学报2016/专集:国际数字医学会数字中医药分会成立大会暨首届数字中医药学术交流会论文集[C];2016年
17 关文妍;王翔;逄燕;;纸芯片上基于色显法检测葡萄糖浓度[A];北京力学会第二十三届学术年会会议论文集[C];2017年
18 陈智明;;未知危险源快速检测工作探讨[A];2012中国消防协会科学技术年会论文集(上)[C];2012年
19 刁月月;申和平;孙春燕;刘乙乐;;基于滑动窗频域相关的脉冲检测算法[A];中国声学学会2017年全国声学学术会议论文集[C];2017年
20 杨鹏;伍凡;侯溪;;三位置绝对检测技术与多位置平均绝对检测技术比较分析[A];中国光学学会2011年学术大会摘要集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前20条
1 曹琲琲;多天线通信系统的检测算法研究[D];西安电子科技大学;2008年
2 徐杰;高速网络访问超点检测算法研究[D];东南大学;2019年
3 张永强;基于深度卷积神经网络的真实场景物体检测算法研究[D];哈尔滨工业大学;2020年
4 罗惠元;基于特征关系的视觉显著性物体检测算法研究[D];中国科学院大学(中国科学院长春光学精密机械与物理研究所);2021年
5 屈盈飞;基于统计推理的复杂网络广义社团检测算法研究[D];重庆大学;2017年
6 于琼;心电监护中R波检测和疾病分类的融合方法[D];南京大学;2018年
7 王玙;复杂网络社团检测算法及其应用研究[D];西安电子科技大学;2014年
8 黄大羽;复杂环境下弱目标检测与跟踪算法研究[D];华东理工大学;2012年
9 王赵琛;医学情境下基因检测的伦理学探究[D];北京协和医学院;2014年
10 张丽;漩涡检测与基于特征的流体可视化方法研究[D];山东大学;2013年
11 王冰;人工蜂群算法的改进及相关应用的研究[D];北京理工大学;2015年
12 浮婷;算法“黑箱”与算法责任机制研究[D];中国社会科学院研究生院;2020年
13 王艳娇;人工蜂群算法的研究与应用[D];哈尔滨工程大学;2013年
14 李美安;普适分布式互斥算法及应用[D];电子科技大学;2007年
15 王小根;粒子群优化算法的改进及其在图像中的应用研究[D];江南大学;2009年
16 葛芸;基于CNN迁移特征融合与池化的高分辨率遥感图像检索研究[D];南昌大学;2019年
17 刘婷;改进人工蜂群算法及其在多用户检测中的应用[D];天津大学;2013年
18 邱剑锋;人工蜂群算法的改进方法与收敛性理论的研究[D];安徽大学;2014年
19 肖建元;保几何结构算法在等离子体物理中的应用[D];中国科学技术大学;2017年
20 盛歆漪;粒子群优化算法及其应用研究[D];江南大学;2015年
中国硕士学位论文全文数据库 前20条
1 姚刚;基于CNN的单目标摔倒检测算法研究及FPGA实现[D];哈尔滨理工大学;2021年
2 苗泰;基于视频的家居环境中人体摔倒检测算法研究[D];东北电力大学;2021年
3 魏晶晶;基于深度学习的火灾检测算法研究[D];天津大学;2019年
4 谭运保;融合多种特征的图像显著性检测算法研究和应用[D];华南理工大学;2015年
5 周勇亮;圆检测算法研究与参数数据管理[D];浙江工业大学;2012年
6 李豹;基于深度学习的行人检测算法的设计与实现[D];北京邮电大学;2021年
7 周立鹏;基于机器学习的摔倒检测算法的研究与应用[D];浙江工业大学;2020年
8 王丁;基于改进粒子滤波的检测前跟踪算法[D];电子科技大学;2012年
9 焦茜;面向混合数据的孤立点检测算法研究[D];山西大学;2016年
10 何玉鹏;基于深度学习的行人检测算法研究[D];哈尔滨理工大学;2021年
11 郭钰;复杂行车场景下的行人与骑行人检测方法研究[D];山东大学;2020年
12 田丽;基于聚类算法的行人检测问题研究[D];黑龙江大学;2021年
13 郭晓龙;多天线系统中检测技术的研究[D];北京邮电大学;2013年
14 冯艳红;基于小波域的图像显著性检测算法研究[D];河北工业大学;2015年
15 庞鑫;基于显著性检测的人脸目标检测与跟踪算法研究[D];吉林大学;2015年
16 郝锦华;数据流概念漂移检测算法研究[D];山西大学;2016年
17 安政帅;基于动态规划的微弱目标检测前跟踪算法研究[D];西安电子科技大学;2014年
18 魏宏彬;基于深度学习的蔬菜检测算法研究和实现[D];郑州大学;2020年
19 唐学大;基于粒子滤波的机动弱目标检测前跟踪算法研究[D];杭州电子科技大学;2015年
20 苏勤;圆检测算法研究及其在同心度测量中的应用[D];广西师范大学;2008年
中国重要报纸全文数据库 前20条
1 北京商报记者 魏蔚;算法争先 AI助力基因检测[N];北京商报;2020年
2 本报见习记者 袁一雪;基因检测非必须[N];中国科学报;2015年
3 本报记者 傅苏颖;浩欧博未来拟开发200个检测项目[N];中国证券报;2019年
4 吴枫 索富强;检测公司完成苏丹上游内检测[N];石油管道报;2010年
5 记者 韩勉 通讯员 次仁旺堆;国家矿泉水检测重点实验室将落户拉萨[N];西藏日报;2010年
6 记者 齐永昌 通讯员 旺堆;拉萨将建国家矿泉水检测重点实验室[N];拉萨晚报;2010年
7 李光;加拿大将借鳟鱼之力检测污染[N];经济日报;2000年
8 本报记者 梁枫;生丝检测急需科技化[N];中国纺织报;2005年
9 科宣;质检总局首批85家国家检测重点实验室核查验收顺利完成[N];中国国门时报;2009年
10 记者 孟华 张建新;一小时检测T细胞比值[N];新华每日电讯;2003年
11 记者 王冬;上半年我市农产品安全检测获满分[N];佳木斯日报;2014年
12 记者 李正忠;江西 今年将新增千万元加强食药安全检测[N];中国食品质量报;2009年
13 记者 朱朝星;我市表彰一批价格检测先进单位和个人[N];开封日报;2009年
14 ;建筑行业“检测造假”触目惊心[N];中国工商报;2003年
15 陈曦 通讯员 焦德芳;多种技术助检测提速[N];科技日报;2020年
16 本报实习记者 冀晓航;依靠基因检测可以“精准投保”?[N];中国银行保险报;2020年
17 记者 刘霞;悬赏500万 美发起新冠肺炎检测法研发竞赛[N];科技日报;2020年
18 通讯员 陈雷 周荃 经济报记者 陈春裕;江苏蜂产品掺假检测技术填补国内空白[N];江苏经济报;2015年
19 南方日报记者 严慧芳;基因检测几百元就能做?[N];南方日报;2015年
20 记者 柏长虹;国家煤炭检测实验室联盟理事会在我市召开[N];鹤岗日报;2014年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978