用于自動檢測行為模式的方法和設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本公開提供了一種用于自動檢測行為模式的方法和設(shè)備。該方法包括：(a)獲取與待檢測行為相關(guān)的一種或多種行為數(shù)據(jù)；(b)至少根據(jù)一種或多種行為數(shù)據(jù)中的全部或部分行為數(shù)據(jù)來確定行為特征向量；(c)確定所述行為特征向量與一個或多個行為特征參考向量的相似度；以及(d)將所述待檢測行為的行為模式確定為與具有最高相似度的行為特征參考向量相對應(yīng)的行為模式。
【專利說明】用于自動檢測行為模式的方法和設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開涉及模式識別領(lǐng)域，更具體地涉及用于自動檢測行為模式的方法和設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002] 在現(xiàn)有的人類行為模式識別技術(shù)中，通常利用某一種傳感器或某幾種傳感器的簡 單組合來檢測人的行為。其具有以下主要缺點：（1)功能通常比較單一，且通常只能預(yù)先指 定行為模式（例如，可穿戴健身配件"Jawbone"腕帶需在使用前設(shè)定跑步、白天或睡眠模 式），而不能自動判定人類的復(fù)雜行為模式和行為模式的變化；(2)測量不夠準確，嚴重依 賴某一傳感器的精度，例如Jawbone、"健走伙伴"、Sports Tracker等對步伐和里程計算存 在較大誤差，在若干次實測中，平均誤差大于20%;以及（3)通常缺乏實時行為檢測結(jié)果和 長期數(shù)據(jù)的分析：如Jawbone為離線統(tǒng)計，無法實時告知用戶統(tǒng)計結(jié)果。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為了解決上述問題，提供了根據(jù)本發(fā)明的用于自動檢測行為模式的方法和設(shè)備。
[0004] 根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種用于自動檢測行為模式的方法。該方法包括： (a)獲取與待檢測行為相關(guān)的一種或多種行為數(shù)據(jù)；(b)至少根據(jù)一種或多種行為數(shù)據(jù)中 的全部或部分行為數(shù)據(jù)來確定行為特征向量；(c)確定所述行為特征向量與一個或多個行 為特征參考向量的相似度；以及（d)將所述待檢測行為的行為模式確定為與具有最高相似 度的行為特征參考向量相對應(yīng)的行為模式。
[0005] 在一些實施例中，所述一種或多種行為數(shù)據(jù)是從以下至少一種傳感器獲取到的： 陀螺儀、加速度計、GPS、氣壓計、光照計、地磁儀、溫度計、和/或濕度計。
[0006] 在一些實施例中，所述一種或多種行為數(shù)據(jù)至少包括以下各項：所述待檢測行為 的加速度在設(shè)備坐標系中的各維度分量。
[0007] 在一些實施例中，步驟（b)還包括：將所述待檢測行為的加速度在設(shè)備坐標系下 的各維度分量變換為在大地坐標系下的相應(yīng)維度分量。
[0008] 在一些實施例中，所述大地坐標系的各維度正方向分別是：向北、向東、以及向地 心。
[0009] 在一些實施例中，所述行為特征向量包括以下至少一項：指示所述待檢測行為的 加速度在指定周期內(nèi)的平均振幅在大地坐標系中的各維度分量的布爾型指示；指示所述待 檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的低頻振動在大地坐標系中的各維度分量的布爾型指示； 指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的中頻振動在大地坐標系中的各維度分量的 布爾型指不；指不所述待檢測彳丁為的加速度在指定周期內(nèi)的1?頻振動在大地坐標系中的各 維度分量的布爾型指示；和/或指示所述待檢測行為在水平面上靜止、運動、海拔變化的布 爾型指示。
[0010] 在一些實施例中，指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的平均振幅在大地 坐標系中的各維度分量的布爾型指示是通過下式得到的：
[0011]

【權(quán)利要求】
1. 一種用于自動檢測行為模式的方法，包括： (a) 獲取與待檢測行為相關(guān)的一種或多種行為數(shù)據(jù)； (b) 至少根據(jù)一種或多種行為數(shù)據(jù)中的全部或部分行為數(shù)據(jù)來確定行為特征向量； (c) 確定所述行為特征向量與一個或多個行為特征參考向量的相似度；以及 (d) 將所述待檢測行為的行為模式確定為與具有最高相似度的行為特征參考向量相對 應(yīng)的行為模式。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述一種或多種行為數(shù)據(jù)至少包括以下各項：所 述待檢測行為的加速度在設(shè)備坐標系中的各維度分量。
3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其中，步驟（b)還包括： 將所述待檢測行為的加速度在設(shè)備坐標系下的各維度分量變換為在大地坐標系下的 相應(yīng)維度分量。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述行為特征向量包括以下至少一項： 指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的平均振幅在大地坐標系中的各維度分 量的布爾型指示； 指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的低頻振動在大地坐標系中的各維度分 量的布爾型指示； 指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的中頻振動在大地坐標系中的各維度分 量的布爾型指示； 指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的高頻振動在大地坐標系中的各維度分 量的布爾型指示；和/或 指示所述待檢測行為在水平面上靜止、運動、海拔變化的布爾型指示。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的 平均振幅在大地坐標系中的各維度分量的布爾型指示是通過下式得到的：
其中，屯、屯、d2分別是指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的平均振幅在大地 坐標系中的各維度分量的布爾型指示，T為所述指定周期，△ t為取樣間隔，Xk、yk、zk分別為 kX At時刻到（k+1) X At時刻的加速度的相應(yīng)維度分量，以及Mx,thrsh、My, thrsh、Mz,th,sh分別 是相應(yīng)維度的預(yù)定閾值。
6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的 低頻振動、中頻振動和高頻振動在大地坐標系中的各維度分量的布爾型指示是分別通過以 下公式得到的：
其中，d3、d4、d5分別是指示所述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的低頻振動在大地 坐標系中的各維度分量的布爾型指示，d6、d7、d8分別是指示所述待檢測行為的加速度在指 定周期內(nèi)的中頻振動在大地坐標系中的各維度分量的布爾型指示，d 9、d1(l、dn分別是指示所 述待檢測行為的加速度在指定周期內(nèi)的高頻振動在大地坐標系中的各維度分量的布爾型 指示，τ為所述指定周期，f lOT和fhigh是用于區(qū)分低頻、中頻、高頻振動的劃分頻率，Ax,lOT、A y, i?、Az,lmt分別是相應(yīng)維度的低頻振動閾值，Αχ,^、分別是相應(yīng)維度的中頻振動閾 值，4, 1^、、11^^分別是相應(yīng)維度的高頻振動閾值，以及4,11、',11、\, 11分別是相應(yīng)維度上 頻率為n/T的正弦波長振幅。
7. 根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其中，4,11、',11、\,11分別通過以下傅立葉級數(shù)展開來得 到：
其中，At為取樣間隔，Xk、yk、zk分別為kX At時刻到（k+l)X At時刻的加速度的相 應(yīng)維度分量，\(|、\(|、\(|分別是常數(shù)振幅偏移，以及〇 !￡,11、（1^11、〇_分別是各維度的相 應(yīng)正弦波的初相。
8. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其中，指示所述待檢測行為在水平面上靜止、運動、海 拔變化的布爾型指示是通過以下公式得到的：
其中，P為所述待檢測行為的速度，Vthrsh為速率閾值，Λρ為氣壓變化，以及Apt_s 氣壓變化閾值。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其中，當判斷所述待檢測行為的行為模式是行走時，所 述方法還包括用于獲得步伐頻率的以下步驟： 計算 Αζ,- 眶=arg maxn(|Az,n|)，n e [flw，fhigh]，其中，Αζ,- 隨是地心向中頻[flOT， fhigh]頻域的最大振幅，以及該振幅所對應(yīng)頻率fz,mid_ max ;以及 通過以下公式來得到步伐頻率： f _ j fz,mid-max，·以丨 I 丄 Az,mid_max 2 Astep-thrsh 1 (〇， 如火 Az,mid-max < Astep"thrsh 其中Astep threh是用于判斷步伐的振幅閾值。
10. -種用于自動檢測行為模式的設(shè)備，包括： 行為數(shù)據(jù)獲取單元，用于獲取與待檢測行為相關(guān)的一種或多種行為數(shù)據(jù)； 特征向量確定單元，用于至少根據(jù)一種或多種行為數(shù)據(jù)中的全部或部分行為數(shù)據(jù)來確 定行為特征向量； 相似度確定單元，用于確定所述行為特征向量與一個或多個行為特征參考向量的相似 度；以及 行為模式確定單元，用于將所述待檢測行為的行為模式確定為與具有最高相似度的行 為特征參考向量相對應(yīng)的行為模式。
【文檔編號】G06F19/00GK104091053SQ201410295063
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年6月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月26日
【發(fā)明者】李南君 申請人:李南君