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专利号: 202110528425X
申请人: 杭州电子科技大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2024-11-18
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种基于模糊熵的跌倒行为检测方法,其特征在于,包含以下步骤:步骤S1:对输入数据进行预处理操作;

步骤S2:基于模糊熵的对合加速度进行检测;

步骤S3:通过模糊KNN算法对加速度信号进行检测;

其中,步骤S1进一步包括:

步骤S1.1:对于智能终端采集的人体三轴加速度信号,采用移动均值滤波器进行降噪处理;

步骤S1.2:将输入的三轴加速度信号切分为窗口大小为8s,窗口重复率为50%的片段以便于后续的识别;

步骤S1.3:将三轴加速度信号转化为合加速度;对于经过降噪处理和滑动窗口处理后的数据,设A(t)为对应t时刻的合加速度大小,其具体公式如下:其中,A

步骤S2进一步包括:

步骤S2.1:读入传感器合速度数据向量A={aΔA=max(A)-min(A)其中,max(A)表示输入加速度数据片段的最大值,min(A)表示加速度数据片段的最小值,对于合加速度差值小于1.5g的数据片段,标记为日常行为片段,进行过滤;

步骤S2.2:对于过滤后的加速度向量A,进行相空间重构得到一组m维向量X其中i=1,2,…,N–m+1,m≤N–2,a步骤S2.3:测量矢量

步骤S2.3.1:定义距离

步骤S2.3.2:通过模糊隶属度函数其中,模糊隶属度函数

步骤S2.4:随后通过函数φ

步骤S2.5:将相空间维度m加1,重复S2.4操作,具体计算公式如下:步骤S2.6:最终,得到的模糊熵FuzzyEn(m,n,r,N)的具体计算公式如下:FuzzyEn(m,n,r,N)=lnφ步骤S2.7:在计算完模糊熵后,采用标准差值作为判断是否发生跌倒的阈值,标准差SD的计算公式如下:步骤S2.8:若模糊熵值小于标准差值,则判断该数据片段有可能为跌倒行为,进入步骤S3,否则输出正常行为;

步骤S3进一步包括:

S3.1:提取输入信号的特征,包括合加速度差,模糊熵值,斜率,倾角差值和标准差值;

S3.2:设输入的数据特征向量F={f其中,F

S3.3:在训练阶段,计算数据样本x与训练集中所有样本间的距离,获得数据样本x最近的K个邻居,并计算样本x对应每个类的关系函数m其中,m

S3.4:最终在测试集阶段,根据式S3.3中的关系函数m其中,K表示输出阶段中设定近邻的个数,m表示模糊权重调节因子,最终所求得的最大隶属度值对应的类别即为最终的判定的动作类别;

S3.5:输出最大隶属度值对应的分类结果,判定是否发生跌倒。