[發明專利]一種基于多模態數據分析的手機佩戴方式自動檢測方法

有效

• 申請號: 201711211961.7
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN107991718B
• 公開（公告）日: 2020-06-30
• 發明（設計）人: 趙蘊龍;孫龍壽
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G01V11/00
• 分類號: G01V11/00;G01C21/16;G01C21/18;G01C21/08;G01C21/00;G06F30/20;G06F17/16
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 高姍

1.一種基于多模態數據分析的手機佩戴方式自動檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

步驟S1：流程開始；

步驟S2：手中佩戴方式檢測，通過手機傳感器獲取距離傳感器數據，判斷距離傳感器數據是否大于該手機中預設的閾值，來判定手機是否處于佩戴者手中；

步驟S3：手機佩戴方向檢測，通過坐標系轉換來實現手機佩戴方向檢測，其是通過在傳感器數據中的加速度計、陀螺儀和地磁計數據進行數據融合得到當前手機歐拉角，通過歐拉角得到當前的旋轉矩陣來判定手機佩戴方向是否正確，并提醒佩戴者正確的佩戴方向，所述步驟S3中，手機佩戴方向檢測包括如下步驟：步驟S31：流程開始；步驟S32：數據的坐標系轉化，獲取傳感器數據中的加速度計、陀螺儀與地磁計數據，并將加速度計、陀螺儀和地磁計數據進行數據融合計算得到當前手機歐拉角，通過歐拉角得到當前的旋轉矩陣，基于此歐拉角將基于手機坐標系下的加速度計讀值轉換成基于大地坐標系下的加速度值；步驟S33：噪聲去除，對大地坐標系下的加速度值使用巴特沃斯濾波器進行低通濾波，將設備因抖動產生的噪聲和傳感器因零漂現象產生的高頻噪聲進行低通濾波過濾，得到真實的加速度值；步驟S34：數據切割，使用滑動窗口算法去切割濾波過后的加速度值，按等長的方式將濾波過后的加速度值切割成若干段的時間序列數據段，且相鄰的兩個數據段間有50％的重疊區域，通過該重疊區域來判定手機佩戴方向是否正確，并提醒佩戴者正確的佩戴方向；步驟S35：流程結束；

步驟S4：手機在人身上佩戴方式檢測，將得到的加速度計的數據段與手機內各佩戴方式的樣本數據構建距離矩陣，取所有距離矩陣最佳匹配距離中的最小值，根據該最小值來判定手機是否佩戴在人身上；

步驟S5：流程結束。

2.根據權利要求1所述的一種基于多模態數據分析的手機佩戴方式自動檢測方法，其特征在于，所述步驟S2中，手中佩戴方式檢測包括如下步驟：

步驟S21：處理流程開始；

步驟S22：獲取手機傳感器數據；

步驟S23：比較距離傳感器數據和該手機中預設的閾值大小，若距離傳感器數據大于預設的閾值，則認為手機的佩戴方式為手中佩戴方式，進而判定手機處于佩戴者手中，轉到步驟S27；

步驟S24：獲取手機前后攝像頭的照片，并計算每個照片像素值的CDF直方圖數據；

步驟S25：在兩組數據中分別取多個四分位點的像素值，并求其平均值，將平均值與該手機中預設的閾值進行比較；

步驟S26：若平均值大于該手機中預設的閾值，則認為手機的佩戴方式為手中佩戴方式，進而判定手機處于佩戴者手中；

步驟S27：流程結束。

3.根據權利要求1所述的一種基于多模態數據分析的手機佩戴方式自動檢測方法，其特征在于，所述步驟S32中，坐標系轉換采用公式(1)表示：

其中：R^g_d表示從設備坐標系d轉換到地理坐標系g的旋轉矩陣；

V^d_acc表示基于手機端的加速度計讀值；

V^g_acc表示基于大地坐標系的加速度值。

4.根據權利要求1所述的一種基于多模態數據分析的手機佩戴方式自動檢測方法，其特征在于，所述步驟S33中，巴特沃斯濾波器低通濾波過濾采用公式(2)表示：

其中：W為角頻率；

W_c為截止頻率；

n為濾波器的順序；

G₀為直流分量。