基于FPGA的獨居老人摔倒檢測智能燈.pdf

1、隨著中國社會老齡化地加劇，老年人的安全已經(jīng)成為社會共同關心的話題，其中摔倒對獨居老人的安全構成了極大的威脅，如果摔倒發(fā)生后老人長時間沒有得到救助，常會導致其失去意識、休克或者死亡等嚴重后果。
　　本文運用現(xiàn)場可編程門陣列(FPGA)實現(xiàn)視頻監(jiān)控的實時摔倒檢測，并結(jié)合蜂鳴器和家居照明燈實現(xiàn)摔倒后的聲光報警，同時通過通用分組無線業(yè)務(GPRS)通信網(wǎng)絡通知老人親屬及社區(qū)服務站的工作人員，本文主要研究工作如下:
　　運動目標檢測算

2、法設計方面，本文論述了三種目前常用的視頻運動目標檢測算法，并詳細分析了各自的實現(xiàn)原理和優(yōu)缺點，選擇了算法簡單、檢測效果更佳、更易于FPGA硬件實現(xiàn)的幀間差分法作為運動目標檢測核心算法。
　　運動目標摔倒判定算法設計方面，首先標定出人體最小外接矩形框;然后結(jié)合人體高寬比和有效面積比進行摔倒判定;但是為了能夠準確地區(qū)分老人是日常健身運動（如壓腿、俯臥撐等）還是真正的摔倒，最后本文添加了人體中心變化對摔倒判定結(jié)果進行修正，有效降低了誤報

3、率。
　　FPGA功能模塊設計方面，通過Verilog硬件描述語言(Verilog HDL)配置FPGA內(nèi)部邏輯功能。首先，通過串行總線(I2C)配置視頻圖像采集格式，開始采集視頻流數(shù)據(jù);接著，通過4端口同步動態(tài)隨機存儲器(SDRAM)和異步FIFO進行人體目標的提取;然后，運用摔倒判定算法判定老人是否摔倒;最后，如果檢測到摔倒，通過串口通信(UART)驅(qū)動GPRS模塊給綁定的手機號碼發(fā)送摔倒短信，同時驅(qū)動聲光報警模塊進行聲光報警