[發(fā)明專利]一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別方法及系統(tǒng)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010841995.X
• 申請日: 2020-08-20
• 公開（公告）號: CN111973193A
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 黃宇東;張東
• 申請（專利權(quán)）人: 中山大學(xué)
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 深圳市創(chuàng)富知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44367
• 代理人: 李思坪

1.一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別方法，其特征在于，包括以下步驟：

通過硅酮-鎳納米復(fù)合材料傳感器采集步態(tài)數(shù)據(jù)；

對步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)；

根據(jù)預(yù)處理后的數(shù)據(jù)對構(gòu)建的LSTM網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練，得到訓(xùn)練好的LSTM網(wǎng)絡(luò)；

獲取待測步態(tài)數(shù)據(jù)并輸入到訓(xùn)練好的LSTM網(wǎng)絡(luò)，得到識別結(jié)果；

將識別結(jié)果返回到智能終端。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別方法，采集的步態(tài)數(shù)據(jù)具體為12個用戶正常行走時的步態(tài)數(shù)據(jù)，每個用戶的采集時長約為3分鐘，采集頻率為50Hz。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別方法，其特征在于，所述對步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)這一步驟，其具體包括：

對步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理，通過低通濾波器將步態(tài)數(shù)據(jù)中的高頻噪聲成分濾除掉，得到過濾后的12個用戶的步態(tài)數(shù)據(jù)；

將過濾后的12個用戶的步態(tài)數(shù)據(jù)以3:1的比例劃分為訓(xùn)練集和測試集，得到預(yù)處理后的數(shù)據(jù)。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別方法，其特征在于，所述構(gòu)建的LSTM網(wǎng)絡(luò)包括具有6個神經(jīng)元輸入層、具有24個神經(jīng)元的隱藏層和具有12個神經(jīng)元的全連接層，所述輸入層、隱藏層和全連接層依次連接。

5.一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，包括以下單元：

測量單元，用于采集用戶步態(tài)數(shù)據(jù)、將步態(tài)數(shù)據(jù)傳輸至識別單元、接收來自識別單元的識別結(jié)果并將識別結(jié)果傳輸至智能終端單元；

識別單元，用于對步態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行識別并將識別結(jié)果傳輸回測量單元；

智能終端單元，用于接收識別結(jié)果并顯示。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，所述測量單元包括應(yīng)變片、INA122放大器、電源模塊、微控制器和無線通信模塊，所述應(yīng)變片與INA122放大器連接，所述INA122放大器、電源模塊和無線通信模塊分別與微控制器連接。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，所述識別單元包括數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和LSTM網(wǎng)絡(luò)，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和LSTM網(wǎng)絡(luò)連接，所述數(shù)據(jù)預(yù)處理模塊和LSTM網(wǎng)絡(luò)分別與微控制器連接。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，所述智能終端單元包括智能手機、智能手環(huán)和平板電腦。

9.根據(jù)權(quán)利要求8所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，所述應(yīng)變片以硅酮作為基底材料，并使用鍍鎳碳纖維和鎳納米鏈作為導(dǎo)電劑制成。

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述一種基于硅酮-鎳納米傳感器的步態(tài)識別系統(tǒng)，其特征在于，所述微控制器采用MSP430FR2355，所述無線通信模塊采用HC-06藍(lán)牙芯片。