第三章 系統架構分析
3.1 系統架構設計
本論文提出的雷射跌倒偵測系統之整體流程，如圖 3-1 所示，整個架 構則又分為了(a)圖的建置階段、(b)圖的跌倒偵測階段及(c)圖的辨識階段與 警示訊息輸出階段，其中(b)、(c)為執行偵測及辨識的啟動觸發機制。
(a) 建置階段流程圖 雷射掃描影像擷取
人體擷取
雷射成像修正 開始
特徵萃取 結束
特徵 資料庫
(b) 跌倒偵測階段與姿勢辨識階段流程圖
(c) 警示訊息輸出階段流程圖 圖 3-1 系統流程圖 取得人體姿勢
開始
人 體 呈 下 躺 或上躺姿勢 啟動近接型光電感
測器
人 體 呈 下 躺 或上躺姿勢 是
否
否
是
人 體 呈 非 站 立姿勢
設定姿勢變換時間 tlimit
經過姿勢變換時間 tlimit
取得當前人體姿勢
送出緊急狀況警報 送出一般狀況警示
人 體 呈 非 站 立姿勢 是
否
結束
是 否
在建置階段時，使用雷射掃描儀器擷取出人體五種跌倒姿勢的雷射掃 描影像，使之經過特徵萃取處理後，把萃取出的特徵值存入資料庫中，供 日後比對使用。
在跌倒偵測階段，系統使用裝置於地板上的震動型加速度計或是環境 當中的近接型光電感測器，持續偵測環境中是否有發生跌倒事件。當震動 型加速度計感測到強烈的震動時，將會啟動雷射掃描儀器進行整個環境的 掃描，以取得該環境完整的雷射掃描影像；若是近接型光電感測器感測到 有物體停留在環境內超過一段時間，便會啟動雷射掃描儀器對特定範圍的 環境進行掃描，以取得該範圍內環境的雷射掃描影像。當系統取得環境的 雷射掃描影像後，整個系統進入辨識階段。
當系統處於辨識階段時，將從取得的環境雷射掃描影像擷取出人體的 雷射掃描影像資訊，並萃取出該人體雷射掃描影像的特徵值，接著再透過 本文提出的辨識方法，與資料庫中的特徵值做比對，試圖找出對應的人體 跌倒姿勢。當系統無法找到相對應的跌倒姿勢，則輸出未發生跌倒事件的 結果；反之則把被掃描對象的跌倒姿勢輸出，系統進入警示訊息輸出階段。
在警示訊息輸出階段，系統會偵測人體是否呈現下躺或上躺姿勢，若 是，則系統會在經過一段時間之後再一次的取得人體姿勢，若第二次取得 的人體姿勢仍維持在下躺或上躺的姿勢，則輸出緊急狀況警報，反之若第 二次取得的人體姿勢已轉變成其他跌倒姿勢或是站立姿勢，系統則會輸出 一般狀況警報或是返回跌倒偵測階段。
本章後面將針對整體雷射跌倒姿勢辨識系統內的各個區塊的內容，分 別於第二至第七節中闡述。