[發明專利]基于智能穿戴設備的兒童行為異常識別方法及系統

在審

• 申請號: 202210076309.3
• 申請日: 2022-01-24
• 公開（公告）號: CN114081480A
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 梁峰喜;張帥
• 申請（專利權）人: 濟寧蝸牛軟件科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61B5/145;A61B5/16;A61B5/00
• 代理公司: 鄭州芝麻知識產權代理事務所(普通合伙) 41173
• 代理人: 張丹丹

本發明涉及人工智能技術領域，具體涉及一種基于智能穿戴設備的兒童行為異常識別方法及系統。該方法包括：獲取教室內每個學生的濕度數據序列以及活動數據序列；根據任意學生的活動數據序列和濕度數據序列獲取該學生的活動強度；進一步計算任意兩個學生之間的一致性和差異性；獲取每個學生在一段時間內的心率波動幅值；根據任意兩個學生的心率波動幅值和差異性得到差異距離；根據差異距離對所有學生聚類，根據聚類結果得到兒童的行為是否存在異常。利用該方法能夠準確掌握該學生的實時狀態，及時發現該學生是否存在異常行為。

技術領域

本發明涉及人工智能技術領域，具體涉及一種基于智能穿戴設備的兒童行為異常識別方法及系統。

背景技術

通過日常生活觀察兒童行為是很難準確的判斷兒童的行為屬于正常行為，還是異常行為?，F有的關于兒童行為的評估采用的方法是通過行為問卷的方式進行篩查，然而家長或者教師等所能夠提供的僅僅是日常所觀察到的表現，該表現也只是對于兒童行為大致評估的結果，停留在表象，并且家長所觀察到的現象并非是兒童行為的準確數據，因此僅通過所觀察到的行為表象就得出結果往往存在偏頗，而且通過人眼觀察的方式不可能做到實時觀察，通過該方式無法及時關注到相應的異常行為。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的在于提供一種基于智能穿戴設備的兒童行為異常識別方法及系統，所采用的技術方案具體如下：

第一方面，本發明一個實施例提供了一種基于智能穿戴設備的兒童行為異常識別方法，該方法包括以下步驟：

獲取教室內每個學生的濕度數據序列以及活動數據序列；所述濕度數據序列為一段時間內所述學生關鍵部位的濕度信息；所述活動數據序列為一段時間內所述學生關節部位的活動信息；

獲取任意所述學生的所述活動數據序列的均值和方差，計算所述均值和方差的乘積；獲取所述學生的所述濕度數據序列中的最大值和最小值的差值，根據所述乘積與所述差值得到所述學生的活動強度；

計算任意兩個學生之間的一致性；所述一致性由兩個所述學生之間的活動強度、濕度數據序列以及活動數據序列獲得；根據所述一致性獲取兩個所述學生之間的差異性；

獲取每個所述學生在一段時間內的心率次數，根據每個所述學生所述心率次數與標準心率次數的差值獲取每個所述學生的心率波動幅值；以任意兩個所述學生的所述心率波動幅值的差值為權值，根據所述權值與兩個所述學生之間的所述差異性的乘積得到兩個學生之間的差異距離；

根據所述差異距離對所有所述學生聚類，根據聚類結果得到兒童的行為是否存在異常。

優選的，所述學生關鍵部位包括左腋下、右腋下、后背、左膝蓋內側、右膝蓋內側、左腳心以及右腳心。

優選的，所述學生關節部位包括左肘關節、右肘關節、左膝關節、右膝關節、左肩關節以及右肩關節。

優選的，所述根據所述乘積與所述差值得到所述學生的活動強度的步驟，包括：

所述活動強度的計算具體為：

其中，表示第個學生的活動強度；表示第個學生的活動數據序列；表示第個學生的活動數據序列的均值；表示第個學生的活動數據序列的方差；表示第個學生的濕度數據序列；表示第個學生的濕度數據序列中的最大值；表示第個學生的濕度數據序列中的最小值；表示自然常數。

優選的，所述一致性由兩個所述學生之間的活動強度、濕度數據序列以及活動數據序列獲得的步驟，包括：

獲取任意兩個所述學生對應的活動強度的差值、對應的活動數據序列的均值的差值、對應的活動數據序列的相似度以及對應的濕度數據序列的相似度；

所述一致性與所述活動數據序列的相似度呈正相關關系，與所述濕度數據序列的相似度呈正相關關系，與所述活動強度的差值呈負相關關系，與所述活動數據序列的均值的差值呈負相關關系。

優選的，所述差異性與所述一致性呈負相關關系。