International Journal of Advanced Culture Technology
/
제11권1호
/
pp.370-375
/
2023
As we enter a super-aged society, studies are being conducted to reduce complications and deaths caused by falls in elderly adults. Research is being conducted on interventions for preventing falls in the elderly, wearable devices for detecting falls, and methods for improving the performance of fall detection algorithms. Wearable devices for detecting falls of the elderly generally use gyro sensors. In addition, to improve the performance of the fall detection algorithm, an artificial intelligence algorithm is applied to the x, y, z coordinate data collected from the gyro sensor. In this paper, we develop a wearable device that uses a gyro sensor, body temperature, and heart rate sensor for health management as well as fall detection for the elderly. In addition, we develop a fall detection and health management system that works with wearable devices and a guardian's mobile app to improve the performance of the fall detection algorithm and provide health information to guardians.
To the elderly, sudden falls are one of the most frightening accidents. If an accident occurs, a prompt action has to be taken to deal with the situation. Recently, there have been a number of attempts to detect sudden falls using acceleration sensors embedded in the mobile devices, such as smart phones and wrist-bands. However, using the sensor readings only, the detection rate of the falls is around 65%. Ordinary daily activities such as running or jumping could not be well distinguished from the falls. In this paper, we describe our attempts on improving the fall-detection rate. We implemented a wrist-band fall detection module, using a three-axis acceleration sensor. With the pattern matching on the fall signal-strength frequency spectrum, in addition to the conventional signal strength measurement, we could improve the detection rate by 9% point. Furthermore, by applying two wrist-bands in the experiment, we could further improve the detection rate to 82%.
본 연구에서는 3축 가속도 신호를 이용하여 낙상과 낙상 방향을 검출하는 시스템을 구현하였다. 가속도 신호는 3축 가속도 센서로부터 획득하였으며, 획득된 신호를 USB 인터페이스를 통하여 PC에 전달하였다. PC에 전송된 신호를 제안한 알고리즘을 사용하여 낙상을 검출하였으며, 퍼지 분류기를 사용하여 낙상의 방향을 분류하였다. 실험을 위하여 실험대상군 6명 선정하였으며, 가슴에 가속도계를 부착한 후 실험을 수행하였다. 실험대상자는 5초 동안 정상 보행을 한 후 4 가지 방향(전 후 좌 우)으로 낙상이 발생하도록 하였으며, 낙상에 소요되는 시간은 최소 2초로 설정하였다. 본 연구에서 제안된 알고리즘을 이용하여 낙상을 검출하였으며 낙상 발생 후 1초부터 데이터를 분석하고 퍼지 분류기를 이용하여 낙상방향을 분류하였다. 낙상 검출율은 평균 94.79%이었다. 낙상 방향에 따른 분류율은 front_fall은 95.83%, back_fall은 100%, left_fall 은 87.5%, right_fall은 95.83%이었다.
In this study, a real-time fall detection system based on a smartphone equipped with three-axis accelerometer and magnetometer was proposed and evaluated. The proposed system provides a service that detects falls in real time, triggers alarm sound, and sends emergency SMS(Short Message Service) if the alarm is not deactivated within a predefined time. When both of the acceleration magnitude and angle displacement of the smartphone attached to waist belt are greater than predefined thresholds, it is detected as a fall. The proposed system was evaluated against activities of daily living(walking, jogging, sitting down, standing up, ascending stairs, and descending stairs) and unintended falls induced by a proprietary pneumatic-powered mattress. With the thresholds of acceleration magnitude 1.7g and angle displacement $80^{\circ}$, it showed 96.5% accuracy to detect the falls while all the activities of daily living were not detected as fall.
Journal of information and communication convergence engineering
/
제11권3호
/
pp.199-206
/
2013
An emergency monitoring system for the elderly, which uses acceleration data measured with an accelerometer, angular velocity data measured with a gyroscope, and heart rate measured with an electrocardiogram, is proposed. The proposed fall detection algorithm uses multiple parameter combinations in which all parameters, calculated using tri-axial accelerations and bi-axial angular velocities, are above a certain threshold within a time period. Further, we propose an emergency detection algorithm that monitors the movements of the fallen elderly person, after a fall is detected. The results show that the proposed algorithms can distinguish various types of falls from activities of daily living with 100% sensitivity and 98.75% specificity. In addition, when falls are detected, the emergency detection rate is 100%. This suggests that the presented fall and emergency detection method provides an effective automatic fall detection and emergency alarm system. The proposed algorithms are simple enough to be implemented into an embedded system such as 8051-based microcontroller with 128 kbyte ROM.
KSII Transactions on Internet and Information Systems (TIIS)
/
제17권9호
/
pp.2377-2398
/
2023
In our daily lives, we engage in a variety of tasks that rely on our senses, such as seeing. Blindness is the absence of the sense of vision. According to the World Health Organization, 2.2 billion people worldwide suffer from various forms of vision impairment. Unfortunately, blind people face a variety of indoor and outdoor challenges on a daily basis, limiting their mobility and preventing them from engaging in other activities. Blind people are very vulnerable to a variety of hazards, including falls. Various barriers, such as stairs, can cause a fall. The Internet of Things (IoT) is used to track falls and send a warning message to the blind caretakers. One of the gaps in the previous works is that they were unable to differentiate between falls true and false. Treating false falls as true falls results in many false alarms being sent to the blind caretakers and thus, they may reject the IoT system. As a means of bridging this chasm, this paper proposes an intelligent shoe that is able to precisely distinguish between false and true falls based on three sensors, namely, the load scale sensor, the light sensor, and the Flex sensor. The proposed IoT system is tested in an indoor environment for various scenarios of falls using four models of machine learning. The results from our system showed an accuracy of 0.96%. Compared to the state-of-the-art, our system is simpler and more accurate since it avoids sending false alarms to the blind caretakers.
In this study, a postural change detection sensor module (PCDSM) was developed to detect postural changes in activities of daily living (ADL) and falls. The PCDSM consists of eight mercury sensors that measure angle variations in $360^{\circ}$ rotation and $90^{\circ}$ tilting. From the preliminary study, the output characteristics of the PCDSM were confirmed with the angle variations of rotational motion and a tilting table. Three experiments were conducted to test rotational motion, postural changes, and falling and lying. The results confirmed that the PCDSM could effectively detect postural changes, movement patterns, and falls or non-falls.
Social activities of the elderly have been increasing as our society progresses toward an aging society. As their activities increase, so does the occurrence of falls that could lead to fractures. Falls are serious health hazards to the elderly. Therefore, development of a device that can detect fall accidents and prevent fracture is essential. In this study, we developed a portable fall detection system for the fracture prevention system of the elderly. The device is intended to detect a fall and activate a second device such as an air bag deployment system that can prevent fracture. The fall detection device contains a 3-axis acceleration sensor and two 2-axis tilt sensors. We measured acceleration and tilt angle of body during fall and activities of daily(ADL) living using the fall detection device that is attached on the subjects'. Moving mattress which is actuated by a pneumatic system was used in fall experiments and it could provide forced falls. Sensor data during fall and ADL were sent to computer and filtered with low-pass filter. The developed fall detection device was successful in detecting a fall about 0.1 second before a severe impact to occur and detecting the direction of the fall to provide enough time and information for the fracture preventive device to be activated. The fall detection device was also able to differentiate fall from ADL such as walking, sitting down, standing up, lying down, and running.
In recent years, falls among elderly people have gained serious attention as a major cause of injuries. Falls often lead to fatal consequences due to lack of prompt response and rescue. Therefore, a more accurate fall detection system and an effective feature extraction technique are required to prevent and reduce the risk of such incidents. In this paper, we proposed an efficient feature extraction technique based on multiple sliding windows and validated it through a series of experiments using supervised learning algorithms. The experiments were conducted using the public datasets obtained from tri-axial accelerometers. The results depicted that extraction of the feature from adjacent sliding windows led to high accuracy in supervised machine learning-based fall detection. Also, the experiments conducted in this study suggested that the best accuracy can be achieved by keeping the window size as small as 2 seconds. With the kNN classifier and dataset from wearable sensors, the experiments achieved accuracy rates of 94%.
Accidental falls frequently occur during activities of daily living. Although many studies have proposed various accident detection methods, no high-performance accident detection system is available. In this study, we propose a method for integrating data and accident detection algorithms presented in existing studies, collect new data (from two stunt performers and 15 people over age 60) using a developed wearable device, demonstrate new features and related accident detection algorithms, and analyze the performance of the proposed method against existing methods. Comparative analysis results show that the newly defined features extracted reflect more important risk factors than those used in existing studies. Further, although the traditional algorithms applied to integrated data achieved an accuracy (AC) of 79.5% and a false positive rate (FPR) of 19.4%, the proposed accident detection algorithms achieved 97.8% AC and 2.9% FPR. The high AC and low FPR for accidental falls indicate that the proposed method exhibits a considerable advancement toward developing a commercial accident detection system.
본 웹사이트에 게시된 이메일 주소가 전자우편 수집 프로그램이나
그 밖의 기술적 장치를 이용하여 무단으로 수집되는 것을 거부하며,
이를 위반시 정보통신망법에 의해 형사 처벌됨을 유념하시기 바랍니다.
[게시일 2004년 10월 1일]
이용약관
제 1 장 총칙
제 1 조 (목적)
이 이용약관은 KoreaScience 홈페이지(이하 “당 사이트”)에서 제공하는 인터넷 서비스(이하 '서비스')의 가입조건 및 이용에 관한 제반 사항과 기타 필요한 사항을 구체적으로 규정함을 목적으로 합니다.
제 2 조 (용어의 정의)
① "이용자"라 함은 당 사이트에 접속하여 이 약관에 따라 당 사이트가 제공하는 서비스를 받는 회원 및 비회원을
말합니다.
② "회원"이라 함은 서비스를 이용하기 위하여 당 사이트에 개인정보를 제공하여 아이디(ID)와 비밀번호를 부여
받은 자를 말합니다.
③ "회원 아이디(ID)"라 함은 회원의 식별 및 서비스 이용을 위하여 자신이 선정한 문자 및 숫자의 조합을
말합니다.
④ "비밀번호(패스워드)"라 함은 회원이 자신의 비밀보호를 위하여 선정한 문자 및 숫자의 조합을 말합니다.
제 3 조 (이용약관의 효력 및 변경)
① 이 약관은 당 사이트에 게시하거나 기타의 방법으로 회원에게 공지함으로써 효력이 발생합니다.
② 당 사이트는 이 약관을 개정할 경우에 적용일자 및 개정사유를 명시하여 현행 약관과 함께 당 사이트의
초기화면에 그 적용일자 7일 이전부터 적용일자 전일까지 공지합니다. 다만, 회원에게 불리하게 약관내용을
변경하는 경우에는 최소한 30일 이상의 사전 유예기간을 두고 공지합니다. 이 경우 당 사이트는 개정 전
내용과 개정 후 내용을 명확하게 비교하여 이용자가 알기 쉽도록 표시합니다.
제 4 조(약관 외 준칙)
① 이 약관은 당 사이트가 제공하는 서비스에 관한 이용안내와 함께 적용됩니다.
② 이 약관에 명시되지 아니한 사항은 관계법령의 규정이 적용됩니다.
제 2 장 이용계약의 체결
제 5 조 (이용계약의 성립 등)
① 이용계약은 이용고객이 당 사이트가 정한 약관에 「동의합니다」를 선택하고, 당 사이트가 정한
온라인신청양식을 작성하여 서비스 이용을 신청한 후, 당 사이트가 이를 승낙함으로써 성립합니다.
② 제1항의 승낙은 당 사이트가 제공하는 과학기술정보검색, 맞춤정보, 서지정보 등 다른 서비스의 이용승낙을
포함합니다.
제 6 조 (회원가입)
서비스를 이용하고자 하는 고객은 당 사이트에서 정한 회원가입양식에 개인정보를 기재하여 가입을 하여야 합니다.
제 7 조 (개인정보의 보호 및 사용)
당 사이트는 관계법령이 정하는 바에 따라 회원 등록정보를 포함한 회원의 개인정보를 보호하기 위해 노력합니다. 회원 개인정보의 보호 및 사용에 대해서는 관련법령 및 당 사이트의 개인정보 보호정책이 적용됩니다.
제 8 조 (이용 신청의 승낙과 제한)
① 당 사이트는 제6조의 규정에 의한 이용신청고객에 대하여 서비스 이용을 승낙합니다.
② 당 사이트는 아래사항에 해당하는 경우에 대해서 승낙하지 아니 합니다.
- 이용계약 신청서의 내용을 허위로 기재한 경우
- 기타 규정한 제반사항을 위반하며 신청하는 경우
제 9 조 (회원 ID 부여 및 변경 등)
① 당 사이트는 이용고객에 대하여 약관에 정하는 바에 따라 자신이 선정한 회원 ID를 부여합니다.
② 회원 ID는 원칙적으로 변경이 불가하며 부득이한 사유로 인하여 변경 하고자 하는 경우에는 해당 ID를
해지하고 재가입해야 합니다.
③ 기타 회원 개인정보 관리 및 변경 등에 관한 사항은 서비스별 안내에 정하는 바에 의합니다.
제 3 장 계약 당사자의 의무
제 10 조 (KISTI의 의무)
① 당 사이트는 이용고객이 희망한 서비스 제공 개시일에 특별한 사정이 없는 한 서비스를 이용할 수 있도록
하여야 합니다.
② 당 사이트는 개인정보 보호를 위해 보안시스템을 구축하며 개인정보 보호정책을 공시하고 준수합니다.
③ 당 사이트는 회원으로부터 제기되는 의견이나 불만이 정당하다고 객관적으로 인정될 경우에는 적절한 절차를
거쳐 즉시 처리하여야 합니다. 다만, 즉시 처리가 곤란한 경우는 회원에게 그 사유와 처리일정을 통보하여야
합니다.
제 11 조 (회원의 의무)
① 이용자는 회원가입 신청 또는 회원정보 변경 시 실명으로 모든 사항을 사실에 근거하여 작성하여야 하며,
허위 또는 타인의 정보를 등록할 경우 일체의 권리를 주장할 수 없습니다.
② 당 사이트가 관계법령 및 개인정보 보호정책에 의거하여 그 책임을 지는 경우를 제외하고 회원에게 부여된
ID의 비밀번호 관리소홀, 부정사용에 의하여 발생하는 모든 결과에 대한 책임은 회원에게 있습니다.
③ 회원은 당 사이트 및 제 3자의 지적 재산권을 침해해서는 안 됩니다.
제 4 장 서비스의 이용
제 12 조 (서비스 이용 시간)
① 서비스 이용은 당 사이트의 업무상 또는 기술상 특별한 지장이 없는 한 연중무휴, 1일 24시간 운영을
원칙으로 합니다. 단, 당 사이트는 시스템 정기점검, 증설 및 교체를 위해 당 사이트가 정한 날이나 시간에
서비스를 일시 중단할 수 있으며, 예정되어 있는 작업으로 인한 서비스 일시중단은 당 사이트 홈페이지를
통해 사전에 공지합니다.
② 당 사이트는 서비스를 특정범위로 분할하여 각 범위별로 이용가능시간을 별도로 지정할 수 있습니다. 다만
이 경우 그 내용을 공지합니다.
제 13 조 (홈페이지 저작권)
① NDSL에서 제공하는 모든 저작물의 저작권은 원저작자에게 있으며, KISTI는 복제/배포/전송권을 확보하고
있습니다.
② NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 상업적 및 기타 영리목적으로 복제/배포/전송할 경우 사전에 KISTI의 허락을
받아야 합니다.
③ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 보도, 비평, 교육, 연구 등을 위하여 정당한 범위 안에서 공정한 관행에
합치되게 인용할 수 있습니다.
④ NDSL에서 제공하는 콘텐츠를 무단 복제, 전송, 배포 기타 저작권법에 위반되는 방법으로 이용할 경우
저작권법 제136조에 따라 5년 이하의 징역 또는 5천만 원 이하의 벌금에 처해질 수 있습니다.
제 14 조 (유료서비스)
① 당 사이트 및 협력기관이 정한 유료서비스(원문복사 등)는 별도로 정해진 바에 따르며, 변경사항은 시행 전에
당 사이트 홈페이지를 통하여 회원에게 공지합니다.
② 유료서비스를 이용하려는 회원은 정해진 요금체계에 따라 요금을 납부해야 합니다.
제 5 장 계약 해지 및 이용 제한
제 15 조 (계약 해지)
회원이 이용계약을 해지하고자 하는 때에는 [가입해지] 메뉴를 이용해 직접 해지해야 합니다.
제 16 조 (서비스 이용제한)
① 당 사이트는 회원이 서비스 이용내용에 있어서 본 약관 제 11조 내용을 위반하거나, 다음 각 호에 해당하는
경우 서비스 이용을 제한할 수 있습니다.
- 2년 이상 서비스를 이용한 적이 없는 경우
- 기타 정상적인 서비스 운영에 방해가 될 경우
② 상기 이용제한 규정에 따라 서비스를 이용하는 회원에게 서비스 이용에 대하여 별도 공지 없이 서비스 이용의
일시정지, 이용계약 해지 할 수 있습니다.
제 17 조 (전자우편주소 수집 금지)
회원은 전자우편주소 추출기 등을 이용하여 전자우편주소를 수집 또는 제3자에게 제공할 수 없습니다.
제 6 장 손해배상 및 기타사항
제 18 조 (손해배상)
당 사이트는 무료로 제공되는 서비스와 관련하여 회원에게 어떠한 손해가 발생하더라도 당 사이트가 고의 또는 과실로 인한 손해발생을 제외하고는 이에 대하여 책임을 부담하지 아니합니다.
제 19 조 (관할 법원)
서비스 이용으로 발생한 분쟁에 대해 소송이 제기되는 경우 민사 소송법상의 관할 법원에 제기합니다.
[부 칙]
1. (시행일) 이 약관은 2016년 9월 5일부터 적용되며, 종전 약관은 본 약관으로 대체되며, 개정된 약관의 적용일 이전 가입자도 개정된 약관의 적용을 받습니다.