[发明专利]一种面向嵌入式平台的宠物睡眠识别方法

摘要

本发明公开了一种面向嵌入式平台的宠物睡眠识别方法，该方法中通过宠物身上的三轴加速度计采集三轴加速度数据，针对于三轴加速度数据进行加窗处理，得到样本；获取到样本对应三轴加速度的合加速度；根据合加速度获取到样本的睡眠指数，针对样本的睡眠指数做时间上的指数滑动平均，得到样本指数滑动平均值；根据各训练样本所属睡眠类别，在相应采样频率下生成用于判定睡眠的阈值th1和阈值th2，将测试样本指数滑动平均值与阈值th1和阈值th2进行比较，根据比较结果判定测试样本所属睡眠类别。本发明宠物睡眠识别过程中完全不涉及浮点数、乘法和除法的运算，非常适合在嵌入式系统使用，具有准确性、鲁棒性和实时性高的优点。

主权项

1.一种面向嵌入式平台的宠物睡眠识别方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、对采集到的三轴加速度数据进行滑动窗的加窗处理，以将连续的多个采样点从数据流中截取出来；其中每个滑动窗的信号对应一个样本；S2、对于每个滑动窗对应的样本，首先计算样本对应三轴加速度的合加速度；然后将样本对应三轴加速度的合加速度在均值以上所包含的面积作为该样本的睡眠指数；最后对样本的睡眠指数做时间上的指数滑动平均，得到样本的指数滑动平均值；S3、获取训练样本集：通过佩带在宠物身上的三轴加速度计采集三轴加速度数据作为训练数据，将采集的三轴加速度数据经过步骤S1处理后获取到训练样本集，通过视频观察方法人工为各训练样本标注其所属睡眠类别；S4、获取测试样本：通过佩带在宠物身上的三轴加速度计实时采集三轴加速度数据，将实时采集的三轴加速度数据经过步骤S1处理后获取到测试样本，然后通过步骤S2的方式获取到测试样本的指数滑动平均值；S5、生成判定阈值：根据各训练样本所属睡眠类别，在相应采样率下生成用于判定睡眠类别的阈值th1和阈值th2，其中阈值th2大于阈值th1；S6、将测试样本的指数滑动平均值与步骤S5中在获取该测试样本时三轴加速度计采集三轴加速度数据相同的采样率下生成的阈值th1和阈值th2进行比较，根据比较结果判定对测试样本所属睡眠类别；所述步骤S1中，当获取测试样本时，开始时，三轴加速度计以第一采样率采集三轴加速度数据，当步骤S6中判定出测试样本的睡眠类别为睡眠时，则接下来三轴加速度计以第二采样率采集三轴加速度数据；当步骤S6中判断出测试样本的睡眠类别为清醒时，则接下来三轴加速度计以第一采样率采集三轴加速度数据；其中第二采样率小于第一采样率；步骤S1中通过单向链环的数据结构实现滑动窗功能，具体为：S11、初始化建立一个单向链环，该单向链环中的节点数对应滑动窗的窗长；其中单向链环中一个节点中包含三个数据，分别为三轴加速度信号每一轴的加速度值；S12、新建一个指向单向链环最新节点的指针；S13、每当有新的数据需要更新的时候，将指向最新节点的指针往后移动一位，即指针指向当前链环中最旧的节点，并将该最旧节点的数据进行更新，此时该最旧节点就成为了单向链环中最新节点；S14、重复步骤S13，对单向链环进行一次循环，即完成了滑动窗内数据的一次遍历。