[发明专利]一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法

权利要求书

1.一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)状态检测：判断用户是否处于行走状态，并且是否正在使用智能移动终端设备；

2)环境监测：检测发射声波与反射声波的时间差t，计算声源与障碍物之间的距离S，声源与用户进行相对运动时，用户收到的声波振动频率与声源发出的频率不同发生频移，对比发射声波和反射声波的频率偏移，即可检测周围环境中移动物体和智能移动终端设备之间的相对运动速度，从而判断是否即将有危险发生；

3)危险等级分类及预警：通过支持向量机分类器判断是否有危险信号，若有危险信号，则通过KNN算法判断危险的程度进行预警获得危险数据后，KNN算法采用向量空间模型来分类，相同类别的数据相似度高，借助计算与已知类别数据的相似度来预测未知类别数据的可能分类，利用海明距离作为距离度量，通过多数表决计算海明距离与类别中K个最小的距离，即可获得危险等级，并向用户预警。

2.根据权利要求1所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤1)中根据智能移动终端设备屏幕的点亮与否判断用户是否正在使用手机，点亮表示正在使用，未点亮表示未使用。

3.根据权利要求2所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤1)中利用智能移动终端设备的加速度计数据的规律性振动判断人是否在行走。

4.根据权利要求1所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤2)中智能移动终端设备周期性发射特定振幅、频率和采样率的声波，检测发射声波与反射声波的时间差t，声波在空气中传播速度v＝332m/s，从而获得智能移动终端设备与障碍物之间的距离S为：

5.根据权利要求4所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤2)中智能移动终端设备与障碍物有相对运动，接收到的反射声波与发射声波有频率偏移，声波在空气中的传播速度为v＝332m/s，f为声波的原始发射频率，发生频移的反射声波频率为f′，则用户与障碍物的相对速度v₀通过下式得出：

其中，+表示两者具有靠近的相对运动，－表示两者具有远离的相对运动。

6.根据权利要求5所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤2)发射声波与反射声波的检测中采用巴特沃斯低通滤波器降低周围环境噪声获得反射声波。

7.根据权利要求1所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤3)获得危险等级后，根据危险等级类别不同以不同智能移动终端震动强度向用户预警。

8.根据权利要求7所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的步骤3)中需要训练支持向量机分类器，将多普勒频移、障碍物距离、运动状态、运动速度输入分类器进行训练以调整分类器参数，当分类器在一定距离内的准确率达到阈值之后停止训练。

9.根据权利要求8所述的一种智能移动终端基于多普勒效应进行危险监测及预警的方法，其特征在于：所述的支持向量机构建高维超平面来进行分类，训练分类器寻找最优超平面，寻找最优超平面是在约束条件下最小化|w|，w为超平面法向量：

arg minw,b||w||22]]>

满足y_i(wx_i-b)≥1，其中i＝1,…,n；

使用非负拉格朗日乘数α_i求解：

arg minw,bmaxα≥0{12||w||2-Σi=1nαi[yi(wxi-b)-1]}]]>

利用二次规划求解：

w=Σi=1nαiyixi]]>

对应的x_i就是支持向量，这些支持向量在边缘上并且满足y_i(wx_i-b)＝1。