[发明专利]一种跌倒检测方法及装置

说明书

本发明公开一种跌倒检测方法及装置，该方法包括如下步骤：接收双目相机拍摄的左镜头画面和有右镜头画面，其中左镜头画面和有右镜头画面中均具有目标人物；提取左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架，2D人体骨架包括脚底关键点和上身关键点；基于左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架以及提前标定的相机参数，构建目标人物的3D人体骨架；实时计算目标人物的3D人体骨架中上身关键点与待测区域中地面平面的相对关系，并根据计算结果判定是否发生跌倒。本发明构建了人的3D骨架和地面平面参数，通过计算上身关键点距离地面平面的距离来判断该关键点是否着地，方法稳定且高效，实现了极高的跌倒检出率。

技术领域

本发明涉及计算机科学和深度学习技术领域，尤其涉及一种跌倒检测方法及装置。

背景技术

2021年5月11日，第七次全国人口普查结果显示，中国60岁及以上人口占比超18％，人口老龄化程度进一步加深，随着老人年龄的增加，老人身体机能水平逐渐衰退，健康风险逐渐将会增加。尤其是相当多的老人独居家中，对于独居老人，一旦发生跌倒，如果不能及时被人发现并采取相应的救护措施，往往可能会引起骨折、出血、神经损伤、瘫痪等严重的身体伤害。若能在老人发生跌倒的第一时间及时检测出跌倒行为，将可以使老人在第一时间得到有效救治，避免老人跌倒未被及时发现造成的严重伤害，在日益老龄化的社会中，将带来巨大的经济效益和社会效益。

目前的主要方法基本分为两类：1、利用单目(单个摄像头)的深度学习的人体骨骼关键点检测，可以产生2D人体骨架，进而评估人体的姿态或识别动作、检测跌倒等，但是2D人体骨架缺乏深度信息，动作识别会产生歧义，对跌倒的检测也不够准确，尤其对假跌倒动作不能很好识别；2、利用可穿戴传感装置，通过传感器感知人体在三维空间的多个方向的速度或者加速度做跌倒判断，由于其携带的舒适性差等原因，造成老年人在晚上睡觉或洗澡等易发生跌倒的时间恰恰没有携带或由于其它原因而忘记携带，需要使用者佩戴相关装置和设备，无法真正有效的在跌倒发生时报警。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种跌倒检测方法及装置。在所述方法及装置中，构建了人的3D骨架和地面平面参数，通过计算上身关键点距离地面平面的距离来判断该关键点是否着地，方法稳定且高效，实现了极高的跌倒检出率。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：

一种跌倒检测方法，包括如下步骤：

接收双目相机拍摄的左镜头画面和有右镜头画面，其中所述左镜头画面和有右镜头画面中均具有目标人物；

提取所述左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架，所述2D人体骨架包括脚底关键点和上身关键点；

基于所述左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架以及提前标定的相机参数，构建目标人物的3D人体骨架；

实时计算目标人物的3D人体骨架中上身关键点与待测区域中地面平面的相对关系，并根据计算结果判定是否发生跌倒。

优选地，所述脚底关键点包括左脚脚底和右脚脚底，所述上身关键点包括头、左脚膝盖、左肩、左肘、左手腕、左臀、右脚膝盖、右肩、右肘、右手腕和右臀。

优选地，采用openpose或alphapose提取所述左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架。

优选地，所述基于所述左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架以及提前标定的相机参数，构建目标人物的3D人体骨架，具体包括如下步骤：

对所述左镜头画面和有右镜头画面中目标人物的2D人体骨架进行关键点匹配，获得人体2D人体骨架关键点对；

基于提前标定的相机参数和最小二乘法获得人体2D人体骨架关键点对对应在空间点坐标；