摘要
随着社会人口老龄化程度的不断加剧，老年人晚年生活的生活质量愈加需要关注。户外活动是老年人生活的基本需求，而冬季防寒与意外摔倒则是老年人在冬季户外活动中最需要注意的问题。有研究表明，冬季低温环境会大大增加老年人心血管疾病死亡率，最低气温到-7.5℃时，死亡率会增加8%。同时根据美国疾病控制与预防中心的数据，跌倒是65岁及以上人群意外伤害死亡的主要原因。然而现有的防寒、跌倒检测可穿戴式设备，多数存在穿着“侵入感”剧烈、发热温度不稳定、跌倒算法适用人群窄等问题。针对这些问题，本文开发了一套融合跌倒检测功能的智能发热下装，用于老年人冬季户外运动时的安全检测与防寒供暖。 针对可穿戴式设备穿着舒适度差的问题，本文从设备的制作材料与结合衣物兼容性优化两个方面着手，设计了使用柔性电路板的跌倒检测主控模块，并采用热塑性聚氨酯材料制作了对应的柔性外壳，结合硬件使用的本身需求对衣物进行了外观兼容性设计，最后使用模糊层次分析法对产品穿着舒适度进行了综合评价。 针对发热温度不稳定的问题，本文首先根据发热功耗详细设计了碳纤维发热布，同时引入温度传感器组成PID闭环温度控制系统用于稳定发热温度，最后开展实验分别验证了碳纤维发热布的性能与温控系统的表现，实验结果表明在闭环控制下发热温度可稳定在目标温度±0.5℃范围内，完全满足商用需求。 针对于跌倒算法适用人群窄的问题，本文利用有监督的局部保留投影方法生成伪标签，提出使用伪标签改进联合概率分布自适应的无监督算法。使用该算法能在仅有源域数据的基础上，将对目标域17种跌倒与日常活动的细分类准确率提升至70.7%，对跌倒与非跌倒的粗分类能达到95.7%的准确度与97.9%的灵敏度。再假设目标域具有部分标签时，在随机引入10%~50%的标签的过程中细分类准确率可进一步提升至80.5%~93.8%。
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