[發(fā)明專利]一種基于多維傳感信息時(shí)間序列的室內(nèi)外場景識別的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910172238.5
• 申請日: 2019-03-07
• 公開（公告）號: CN109871641A
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 毛科技;華子雯;汪敏豪;徐瑞吉;楊志凱;周賢年
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G01D21/02
• 代理公司: 杭州天正專利事務(wù)所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.一種基于多維傳感信息時(shí)間序列的室內(nèi)外場景識別的方法，包括以下步驟：

步驟1：根據(jù)溫濕度構(gòu)建二維傳感信息時(shí)間序列；

步驟2：找到分界點(diǎn)，將得到的傳感時(shí)間序列按照室內(nèi)和室外場景分割為多個(gè)子時(shí)間序列；

步驟3：將分割后的子時(shí)間序列和構(gòu)建的參考時(shí)間序列進(jìn)行匹配進(jìn)而得到室內(nèi)外場景的識別結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于多維傳感信息時(shí)間序列的室內(nèi)外場景識別的方法，其特征在于，所述的步驟1具體包括：

11)采集溫度和濕度信息，構(gòu)建一個(gè)二維的傳感信息時(shí)間序列S[m][Ti]，公式為：

其中，序列是溫度傳感信息構(gòu)成的一維序列，序列是濕度傳感信息構(gòu)成的一維序列。這兩個(gè)序列都是隨著時(shí)間T_i而不斷增長的時(shí)間序列。m表示多維傳感信息時(shí)間序列的維度，Ti表示傳感信息數(shù)據(jù)的采集時(shí)間點(diǎn)，i表示所采集數(shù)據(jù)的數(shù)量，溫度和濕度所采集的數(shù)據(jù)應(yīng)該是一樣的，通過公式(2-1)獲得實(shí)際傳感信息時(shí)間序列；

12)構(gòu)建參考傳感信息時(shí)間序列；參考序列是從氣象網(wǎng)站上獲取的實(shí)時(shí)的天氣信息(溫度和濕度)構(gòu)成的時(shí)間序列R[m][Ti]，m＝1,2，公式為：

其中，序列是溫度傳感信息構(gòu)成的一維序列，序列是濕度傳感信息構(gòu)成的一維序列；這兩個(gè)序列都是隨著時(shí)間T_i而不斷增長的時(shí)間序列。m表示多維傳感信息時(shí)間序列的維度，Ti表示傳感信息數(shù)據(jù)的采集時(shí)間點(diǎn)，i表示所采集數(shù)據(jù)的數(shù)量，溫度和濕度所采集的數(shù)據(jù)應(yīng)該是一樣的，通過公式(2-2)獲得參考傳感信息時(shí)間序列；

13)構(gòu)建差值傳感信息時(shí)間序列D[m][Ti],m＝1,2為傳感信息時(shí)間序列與參考傳感信息序列差的絕對值，公式為：

D[m][T_i]＝|S[m][T_i]-R[m][T_i]|,m＝1,2 (2-3)

其中，m表示多維傳感信息時(shí)間序列的維度，Ti表示傳感信息數(shù)據(jù)的采集時(shí)間點(diǎn)，通過公式(2-3)獲得序列差的絕對值。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于多維傳感信息時(shí)間序列的室內(nèi)外場景識別的方法，其特征在于，所述的步驟2具體包括：

21)構(gòu)建梯度差序列G[Ti]，公式為：

其中，G[Ti]為梯度差序列，表示傳感信息時(shí)間序列的波動(dòng)程度，傳感信息時(shí)間序列波動(dòng)越大，梯度差值也就越大。D[T_i]表示傳感信息時(shí)間序列與參考傳感信息序列差的絕對值；

22)選取滑動(dòng)窗口求取局部傳感信息時(shí)間序列的波動(dòng)程度，也就是所求取滑動(dòng)窗口的梯度差的標(biāo)準(zhǔn)差，公式為：

其中，L表示滑動(dòng)窗口的長度。Std[Ti]為局部傳感信息時(shí)間序列，表示局部的波動(dòng)程度，Std[Ti]變化越劇烈，越有可能是場景切換的分界點(diǎn)；

23)為了使得波動(dòng)較大的序列更加突出，利用指數(shù)加權(quán)函數(shù)進(jìn)行放大處理，公式為：

其中，K為幅度調(diào)節(jié)系數(shù)，Arg表示放大后的序列值；

24)與不同維度的閾值函數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)而得到場景切換的分界點(diǎn)。閾值函數(shù)公式如(2-7)所示。

threshold[i]＝mean(exp(k*std[1:n])),i＝1,2 (2-7)

溫度的閾值和濕度的閾值都可以用公式(2-7)計(jì)算；將大于閾值的點(diǎn)作為場景切換的分界點(diǎn)；根據(jù)溫度和濕度得到兩個(gè)場景切換分界點(diǎn)的集合，取兩個(gè)集合的交集作為最終的場景切換的分界點(diǎn)集合。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種基于多維傳感信息時(shí)間序列的室內(nèi)外場景識別的方法，其特征在于，所述的步驟3為：

31)由序列分割之后產(chǎn)生的分界點(diǎn)將原來的傳感信息時(shí)間序列分割成若干個(gè)子序列s[m][T_i],其中m＝1,2；i＝1,2,...,n；n為子序列的長度；從氣象網(wǎng)站上獲取的物理信息構(gòu)成的物理信息時(shí)間參考序列也被同樣分割成若干個(gè)子序列r[m][Ti],其中m＝1,2,；i＝1,2,...,n；n為子序列的長度；顯然對應(yīng)的兩個(gè)子序列的長度相等，定義兩個(gè)序列的相似度如公式(2-8)所示；

其中，S(s,r)表示兩個(gè)序列的相似度；

32)選取每個(gè)維度，即每種物理信息的全局相似度Em(m＝1,2)作為閾值當(dāng)S(s,r)>Em時(shí)，子序列的環(huán)境信息被判定為室內(nèi)信息。