Real-Time-Person-Elderly-Fall-Detection-System README

The project's README from github.com/AwaisShah75/Real-Time-Person-Elderly-Fall-Detection-System. As one markdown file: README.md.

🛡️ Real-Time Person & Elderly Fall Detection System

Advanced Occlusion Resilience, Kinematic State Machine & Edge AI Architecture

An enterprise-grade, edge-compatible AI computer vision system designed to detect accidental falls in real-time under severe visual occlusions (behind furniture, tables, beds, couches) while completely eliminating false positives from daily activities such as sitting down, tying shoelaces, or sleeping in bed.

🌟 Key Highlights

🚀 Quickstart Guide (1 Command to Run)

You only need ONE command:

python run.py

*(Or on Windows, simply double-click run.bat)*

🎮 Interactive Menu Options:

======================================================================
  🛡️  AI PERSON & ELDERLY FALL DETECTION SYSTEM
  Advanced Occlusion Resilience & Kinematic Tracking
======================================================================
  Select an input option:
   [1] 📹 Live Webcam (Real-time monitoring)
   [2] 📁 Custom Video File (Auto-detects videos + Drag & Drop)
   [3] 🧪 Synthetic Occlusion Fall Demo (Built-in test)
   [4] ❌ Exit
======================================================================

📦 Included Benchmark Video Suite (sample_videos/)

The repository includes real-world benchmark fall test videos:

# Video File Scenario & Purpose Expected Result
1 sample_videos/standing_fall_1.mp4 🏃 Sudden collapse fall from standing Instant [ALERT] FALL DETECTED
2 sample_videos/standing_fall_2.mp4 🍌 Slip & backward fall from standing Instant [ALERT] FALL DETECTED
3 sample_videos/sitting_to_fall.mp4 🪑 Senior citizen falling off chair Instant [ALERT] FALL DETECTED
4 sample_videos/bed_rollout_fall.mp4 🛏️ Roll-out fall from bed onto floor Instant [ALERT] FALL DETECTED
5 sample_videos/normal_activity_no_fall.mp4 🚶 Walking, sitting & sleeping (ADL) MONITORING (RESTING) (Zero False Alarms)

🧠 Technical Architecture & Biomechanical Pipeline

  ┌─────────────────┐     ┌──────────────────────┐     ┌────────────────────────┐
  │ Video / Webcam  │ ──> │ YOLOv8-Pose Backbone │ ──> │  Occlusion Resilience  │
  │     Stream      │     │  Keypoint Extractor  │     │   & Bone Imputation    │
  └─────────────────┘     └──────────────────────┘     └────────────────────────┘
                                                                    │
  ┌─────────────────┐     ┌──────────────────────┐                  ▼
  │ HUD Visualizer  │ <── │ Multi-Stage Fall FSM │ <── ┌────────────────────────┐
  │  & Alert Engine │     │  State Transitions   │     │  Kinematic Extractor   │
  └─────────────────┘     └──────────────────────┘     │ (v_y, Angle, ω, Energy)│
                                                       └────────────────────────┘

1. Biomechanical Features

2. State Machine Logic Flow

 [ MONITORING ] ──( v_y > 0.7 h/s OR ω > 35°/s )──> [ FALL_DETECTED ]
       ▲                                                     │
       │                                            ( > 1.5s Stillness )
  ( Stands Up )                                              │
       │                                                     ▼
 [ MONITORING ] <──────( Upright Motion )─────── [ CONFIRMED_FALL ]

📁 Repository File Structure

d:\A New Fall Detecion Sytem\
├── run.bat                          # One-click Windows desktop launcher
├── run.py                           # Interactive CLI runner with continuous loop
├── fall_detection_all_in_one.py     # Standalone all-in-one pipeline (Zero sub-dependencies)
├── core/
│   ├── detector.py                  # YOLOv8-Pose wrapper & keypoint extractor
│   ├── tracker.py                   # Multi-person temporal tracklet manager
│   ├── occlusion.py                 # Occlusion engine, Kalman extrapolation & bone imputation
│   ├── kinematics.py                # Biomechanical kinematic feature engine
│   ├── state_machine.py             # Multi-stage Fall State Machine
│   └── visualizer.py                # Telemetry HUD visualizer & alert banners
├── sample_videos/                   # Benchmark fall test dataset
│   ├── standing_fall_1.mp4          # Sudden collapse fall
│   ├── standing_fall_2.mp4          # Slip and fall
│   ├── sitting_to_fall.mp4          # Chair fall
│   ├── bed_rollout_fall.mp4         # Bed roll-out fall
│   └── normal_activity_no_fall.mp4  # Normal ADL baseline (zero false alarm test)
├── test_generator.py                # Synthetic occlusion test scenario generator
├── requirements.txt                 # Clean dependency manifest
├── FALL_DETECTION_SYSTEM_DESIGN.md  # Comprehensive research & mathematical design spec
└── README.md                        # Documentation & quickstart guide

🛠️ Advanced CLI Usage (Direct Bypass)

If you prefer direct command-line execution without the interactive menu:

# Run on webcam (device 0)
python fall_detection_all_in_one.py --source 0 --show

# Run on a specific video file
python fall_detection_all_in_one.py --source sample_videos/standing_fall_1.mp4 --show --save output_result.mp4

# Run synthetic occlusion demo
python fall_detection_all_in_one.py --source demo --show

📜 Scientific Reference & Design Document

For full mathematical formulations, biomechanical formulas, Kalman filter state equations, and multi-view homography matrices, refer to: 👉 FALL_DETECTION_SYSTEM_DESIGN.md

Real-Time-Person-Elderly-Fall-Detection-System (AwaisShah75/Real-Time-Person-Elderly-Fall-Detection-System)

Searching Database…

275 ·GitHub
Real-Time-Person-Elderly-Fall-Detection-System
Что это?Это система компьютерного зрения на edge-ИИ, которая в реальном времени обнаруживает падения, особенно у пожилых людей, даже когда человек частично скрыт за мебелью, избегая ложных тревог от обычных действий вроде сидения или сна.
Это обученная модель, которую нужно настраивать самому, или готовое к запуску приложение?Это готовое к запуску Python-приложение, построенное вокруг уже легковесного движка оценки поз; обучение собственной модели не требуется.
Как его запустить?Запустите одной командой, а на Windows просто дважды кликните run.bat — откроется интерактивное меню, позволяющее транслировать веб-камеру, подать своё видео или запустить синтетическое демо падения.
Отличает ли он настоящее падение от человека, который просто лежит или спит?Да, у него есть специальная логика отсечения отдыха/сна, которая держит горизонтальный отдых на кровати в спокойном состоянии «MONITORING (RESTING)» вместо срабатывания тревоги, опираясь на биомеханические сигналы вроде угла торса и скорости снижения.
Работает ли это только на Windows?Нет, это Python-скрипт, работающий кроссплатформенно; пользователи Windows просто получают дополнительный ярлык run.bat для удобства.
Как он продолжает отслеживать падение, когда человек скрыт за мебелью?Он использует четырёхуровневый конвейер устойчивости к перекрытиям: кинематическое восполнение на основе костных ограничений, временную экстраполяцию скорости, трекинг ROI мебели и ограничение длины костей, чтобы восстанавливать и отслеживать тело, даже когда колени или лодыжки скрыты из виду.
Что именно вызывает тревогу о падении?Тревога срабатывает мгновенно, когда система фиксирует быстрое вертикальное снижение быстрее 0,7 высоты тела в секунду или внезапный коллапс позы, при котором угол торса меняется более чем на 35 градусов в секунду.
Какие тестовые видео идут с проектом?Папка samplevideos/ содержит бенчмарк-клипы: падения стоя, падение со стула, скатывание с кровати и клип с обычной активностью — они используются, чтобы проверить корректные тревоги и ноль ложных срабатываний.
Где можно прочитать всю математику за этим?Файл FALLDETECTIONSYSTEMDESIGN.md в репозитории документирует биомеханические формулы, уравнения состояния фильтра Калмана и матрицы гомографии, используемые в конвейере обнаружения.
What are similar projects?X-AnyLabeling, avatarify-python, Deep-Live-Cam, facefusion, mediapipe, freemocap, itsgiving, openpose
Which topics is it in?surveillance, healthcare, health, webcam, pose-estimation, edge-ai, video-processing, real-time, artificial-intelligence, computer-vision, monitoring, terminal
Creator
AwaisShah75
Size
6 MB
Stars
275
Updated
CommitAug 18
Age
2mo
Commits · 90 Days