[發明專利]一種基于傳感器的移動終端運動識別裝置及方法

有效

• 申請號: 201310367884.X
• 申請日: 2013-08-22
• 公開（公告）號: CN103455170B
• 公開（公告）日: 2017-03-01
• 發明（設計）人: 杜軍朝;劉惠;趙昆侖;張晨;李聰奇;張春龍;李興;沈堅;姚家勝
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06F3/0346
• 分類號: G06F3/0346;G06F1/32;H04M1/725
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心61205
• 代理人: 王品華

1.一種基于傳感器的移動終端運動識別裝置，其特征在于，所述裝置包括：

數據收集單元(10)，所述數據收集單元包括加速度傳感器和磁場傳感器，所述加速度傳感器用于收集至少兩個加速度數據，所述磁場傳感器用于收集磁場數據；

靜噪濾波器(20)，用于對所述加速度傳感器收集的至少兩個加速度數據進行噪聲過濾，從而降低所述加速度傳感器的測量誤差；

狀態監聽單元(30)，用于根據移動終端的當前運行狀態來確定使用狀態，所述使用狀態包括通話狀態、瀏覽狀態和待機狀態；

二級分類器單元(40)，用于根據磁場數據和經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據，確定所述移動終端的運動類型；

熱量消耗計算單元(50)，用于根據移動終端的運動類型和使用狀態確定運動信息，并且將所述運動信息轉換為相應的卡路里消耗量；以及

電量優化單元(60)，用于根據移動終端的運動類型和使用狀態來減少識別移動終端運動時的電量消耗。。

2.根據權利要求1所述的裝置，其中所述二級分類器單元(40)進一步包括：決策樹策略子單元(401)、自適應成幀策略子單元(402)、運動特征向量策略子單元(403)和概率神經網絡PNN策略子單元(404)；

其中所述二級分類器單元(40)用于根據磁場數據和經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據，確定所述移動終端的運動類型包括：

將經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據作為決策樹策略子單元的輸入，通過計算所述經過噪聲濾的至少兩個加速度數據的標準差來確定移動終端的運動是否為非周期運動；

決策樹策略子單元將經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據中的一個與垂直升降電梯運動的加速度特征曲線數據進行比較，從而確定移動終端的運動是否為垂直升降電梯運動；以及

決策樹策略子單元將磁場數據與自動扶梯運動的磁場特征曲線數據進行比較，從而確定移動終端的運動是否為自動扶梯運動。

3.根據權利要求2所述的裝置，其中所述二級分類器單元(40)用于根據磁場數據和經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據，確定所述移動終端的運動類型還包括：所述自適應成幀子單元(402)用于檢測疑似周期運動的周期，對所述至少兩個加速度數據構成的加速度特征曲線進行識別，確定所述加速度特征曲線中包含的周期數量和每個周期的開始位置和結束位置，當檢測到疑似周期運動包括至少三個周期時，確定所述疑似周期運動為周期運動，并且利用所檢測的周期組成自適應幀。

4.根據權利要求3所述的裝置，其中所述運動特征向量子單元(403)用于對自適應幀進行特征值提取以組成特征向量，所述特征值包括：平均周期長度、所述至少兩個加速度數據中各個加速度數據的X軸之間、Y軸之間和Z軸之間的標準差、所述至少兩個加速度數據中各個加速度數據的X軸、Y軸和Z軸的分組Binned分布、以及所述至少兩個加速度數據中各個加速度數據的Y軸和Z軸相關性和所述至少兩個加速度數據中各個加速度數據的X軸、Y軸和Z軸中每個軸的平均能量。

5.根據權利要求4所述的裝置，其中所述概率神經網絡PNN子單元(404)，用于根據運動特征向量子單元(403)提取的特征向量，執行PNN分類算法，確定周期運動的運動類型。

6.一種基于傳感器的移動終端運動識別方法，其特征在于，所述方法包括以下步驟：

利用移動終端內置的加速度傳感器收集至少兩個加速度數據；

利用靜噪濾波器對所述加速度傳感器收集的至少兩個加速度數據進行噪聲過濾，從而降低所述加速度傳感器的測量誤差；

利用移動終端內置的磁場傳感器收集磁場數據；

移動終端內置的二級分類器單元根據磁場數據和經過噪聲過濾的至少兩個加速度數據，確定所述移動終端的運動類型；

移動終端內置的狀態監聽單元根據移動終端的當前運行狀態來確定使用狀態，所述使用狀態包括通話狀態、瀏覽狀態和待機狀態；

移動終端內置的熱量消耗計算單元根據移動終端的運動類型和使用狀態確定運動信息，并且將所述運動信息轉換為相應的卡路里消耗量；以及

移動終端內置的電量優化單元根據移動終端的運動類型和使用狀態來減少識別移動終端運動時的電量消耗。