[發明專利]一種基于步態識別的手機身份驗證方法

有效

• 申請號: 201611186703.3
• 申請日: 2016-12-20
• 公開（公告）號: CN106850955B
• 公開（公告）日: 2019-07-02
• 發明（設計）人: 房善婷;朱潔;王思陽
• 申請（專利權）人: 陜西尚品信息科技有限公司
• 主分類號: H04M1/725
• 分類號: H04M1/725;H04L9/32
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于步態識別的手機身份驗證方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：獲取步態信號；

步驟二：采集的數據處理；

步驟三：步態提取；

步驟四：確定特征向量矩陣；

步驟五：識別步態，進行手機身份驗證；

其中，步驟一中獲取步態信號，按如下步驟進行：

當手機在口袋中且步行時，手機在方向和位置上出現不穩定性，出現錯位、迷失錯誤以及錯位和定向障礙；基于手機傳感器的可用性，以地球坐標系為基準來進行步態數據采集，使步態信號總是在一個固定的坐標系統表示，該系統對設備的方向不敏感，即將代表步態信號的加速度矢量從不穩定移動坐標系統轉變到一個穩定的系統中；

(1-1)數據采集，加速度計在三個正交軸的X,Y,Z軸作用于手機，并對手機進行檢測；行走時加速度計輸出的加速采樣序列被認為是步態信號，每個采樣信號是一個3維失量，各部分是作用于每個維度的重力和用戶的運動力量的組合，用a表示加速度矢量，用a(X)表示在X軸上檢測到的加速度的值，具體地：

a＝(a(X),a(Y),a(Z))

由加速度計的特點，原始加速度總是包括重力加速度部分，額外激活重力虛擬傳感器，確定手機在步態捕獲過程中重力加速度在三個坐標軸上的分量，以消除重力的影響，得到只含有個人純步態信息的采樣；重力傳感器的輸出是一個3分量的矢量，g表示重力加速度矢量，g(X)表示在X軸檢測到的重力加速度的值，具體地：

g＝(g(X),g(Y),g(Z))

為解決錯位和定向障礙問題，激活一個方向合成傳感器，與加速度計、重力傳感器一起監控手機的方向移動狀態，方向傳感器輸出的是一個3分量的矢量，O表示方向傳感器輸出的方向向量，α,β,γ分別表示圍繞手機X,Y,Z軸的旋轉程度，具體地：

o＝(α,β,γ)

(1-2)步態信號變換，傳感器檢測一段時間后，得到n個手機傳感器的加速度a_i，旋轉矢量o_i和重力g_i，相應地，令A’、G、O分別表示n個手機傳感器構成的加速度矩陣、重力加速度矩陣和方向矩陣，具體地：

A’＝[a₁’，…，a_i’，…，a_n’]^T∈R^n×3

G＝[g₁，…，g_i，…，g_n]^T∈R^n×3

加速度包括重力加速度和步態信號對應的加速度，消除加速度中重力加速度的影響，得到純步態信號的加速度，具體有A＝A’-G，所述A為純步態信號的加速度矩陣，A＝[a₁，…，a_i，…，a_n]^T∈R^n×3；

根據每個手機傳感器輸出的方向向量o_i得到旋轉矩陣R_i，其中，R_i可以將加速度矢量從移動坐標系統轉換到地球坐標系統，具體地：

因此地球坐標系統中的純步態信號的加速度矢量為a_i＝a_iR_i，可以表示為：

變換后的純步態信號的加速度矢量是在地球坐標系中給出的，其中變換后Z軸表示垂直方向，垂直于地面，X軸和Y軸代表水平平面，平行于地面；

用戶可以在水平平面向任何方向步行，變換后X軸和Y軸上的步態信號是在同一個時刻捕獲，所以不單獨使用X軸和Y軸信號，使用X軸和Y軸合成信號a^(XY)，a^(XY)＝(a₁^(XY)，…，a_i^(XY)，…，a_n^(XY))，其中

步態信號的加速度矢量表示在地球坐標系上的2個維度；

步態信號的幅度用維度M表示為a^(M)，a^(M)＝(a₁^(M)，…，a_i^(M)，…，a_n^(M))，其中

步態變換后的步態信號加速度最終表示在3個維度上，具體地：