國內外之相關研究

本節將針對跌倒偵測的相關研究進行探討，以了解目前階段各種跌倒 偵測的方式，以及各個方式的優缺點。

當前跌倒偵測的方式，根據使用的人體動態輸入裝置，又可以區分為 以感測器為基礎，或是以影像擷取裝置為基礎的偵測方式，其兩種方式分 別敘述如下：

1. 感測器

使用感測器來偵測跌倒事件的方式，是藉由裝設在環境、人體上 或是隨身物品上的感測器的數值，來判斷是否有跌倒事件的發 生，而根據使用的感測器種類，又可分為三種方式，分別敘述如 下：

(1) 超音波感測器

此法藉由多個超音波感測器來感測地面上物體的高低變化，

以判斷是否有跌倒事件發生，如[4]是把超音波感測器陣列裝 設在天花板上，藉以偵測地面上物體的高低變化，來判定地 面是否有跌倒事件的發生。圖 2-1 為超音波感測器的照片。

圖 2-1 超音波感測器

(2) 壓電轉換器

由於考慮到人體跌倒時，地面會受到短暫而強大的壓力，因 此只要在地板上裝置壓電轉換器，就可檢出此壓力，從而得 知跌倒事件的發生[5]。圖 2-2 為壓電轉換器的照片。

圖 2-2 壓電轉換器

(3) 陀螺儀與加速度計

當使用陀螺儀與加速度計來檢測跌倒事件時，會把兩者裝置 於人體或是隨身物品(如拐杖)上，藉由感測人體或物體的傾斜 與移動狀況，從而判斷出是否有跌倒事件發生[6-10]。由於使 用此種方式時感測器是裝置於人體上，因此有許多研究者同 時提出了利用無線通訊設備，把感測器的數值與人體的狀態 即時傳送到其他終端，以達成遠端看護的作用[6-8]。圖 2-3 為陀螺儀的照片，圖 2-4 為加速度計的照片。

圖 2-3 陀螺儀 圖 2-4 加速度計 此類方式的優點在於感測器的價格較影像輸入裝置低，因此成本 可以壓低下來，並且大部分的感測器相較於影像輸入裝置，其體 積相對較少，容易達到隨身攜帶的目標。

2. 影像擷取裝置

使用影像擷取裝置來偵測跌倒事件的方式，是藉由裝設在環境中 的影像擷取裝置所擷取到的影像，經過影像處理與辨識法則處理 後，來判斷拍攝環境是否有跌倒事件的發生，而根據使用的攝像 儀器種類，又可分為以下兩種方式：

(1) 使用可見光影像

使用可見光影像來偵測跌倒事件時，是將可見光攝像儀裝設 在環境中，藉由接收受測環境的動態影像序列，從中找出所 有人體的動作模式，以偵測該環境是否有人跌倒。而使用的 可 見 光 攝 像 儀 ， 從 一 般 常 見 的 IP Camera[11] 、 固 定 式 Camera[12]，或者是高階 ATC Vision Sensor[13]，都算在此 類。圖 2-5 為 IP Camera 的照片。

圖 2-5 IP Camera

(2) 使用遠紅外線影像

使用可見光影像來偵測跌倒事件時，其原理與使用可見光影 像時類似，是從受測環境中的動態影像序列中，找出人體的 動作模式，以偵測環境中是否有跌倒事件[2]。由於遠紅外線 攝像儀取得的影像不會受光源變化的影響，因此可以在黑暗 的環境當中使用，但是價格也遠比可見光攝像儀昂貴。圖 2-6 為 IRISYS Sensor 的照片。

圖 2-6 IRISYS Sensor

此類方式的優點在於系統彈性高，可以延伸到跌倒偵測以外的領 域使用，然而影像擷取裝置價格較感測器高，且體積一般較大，

因此不易達成隨身攜帶的目標。

由於本研究開發出來的系統，是基於雷射掃描影像來做辨識，其特性

與使用影像擷取裝置的跌倒偵測系統相似度高，因此需要經過影像處理與 辨識法則的處理才能達成跌倒偵測的效果，而下一節將針對雷射掃描影像 的特性，進行更近一步的說明。