[发明专利]一种基于传感器的移动终端运动识别装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及运动识别技术和模式识别技术领域，并且更具体地，涉及一种基于传感器的移动终端运动识别装置及方法。

背景技术

在日常生活中，人们对于与运动相关的信息技术的要求越来越多。运动识别技术可以用来识别用户的运动状态。目前，针对运动识别，一些已经存在的应用，例如，ActiGraph和Polar Activity Watch，可以进行运动识别。然而，为了获得用户的运动数据，它们都需要一个额外的数据收集组件，对于普通的用户这是非常不方便的。

在运动识别技术发展初期，Ling Bao等人在Pervasive Computing 2004期刊上发表的“Activity Recognition from User-Annotated Acceleration Data”中引进了一种可穿戴的套装，里面装有传感器，可以识别简单的步行、跑、静止，并且能够获得很高的准确度。但是，事实上，识别更复杂的活动需要的装备更昂贵、复杂，而且它需要额外的设备，其限制了这种活动识别技术广泛使用。

随着智能手机的发展，T.Brezmes等人在IWANN2009上发表的“Activity recognition from accelerometer data on a mobile phone”中利用智能手机内置传感器作为一种识别活动的替代，而且使用智能手机收集数据对用户日常生活基本没有影响。然而，它仅仅将智能手机当做传感器数据的搜集工具，并且所有的数据处理过程都在后台服务中进行，这样，系统可能出现较长时间的延迟。

随着活动识别的发展，Y.Hong等人在SMPT2010上发表的“Mobile health monitoring system based on activity recognition using accelerometer”中试图实现基于活动识别的手机健康监测系统。通过寻找传感器数据和能量消耗之间的关联，他们不需要增添其他电子设备就能够计算进行锻炼时候的卡路里消耗。然而，他们没有使用智能手机，而是采用在使用者的手腕、腰部、大腿安装传感器和RFID传感器来识别活动。

由此可知，可以通过识别便携式移动设备的运动来识别用户的运动。因此，现有技术中存在利用传感器来识别便携式移动设备的活动，从而识别便携式移动设备的用户的活动的需要。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于传感器的移动终端运动识别装置及方法，通过利用移动终端内置的传感器和相关的计算组件，实现更高精度的活动识别。

根据本发明的第一方面，提供一种基于传感器的移动终端运动识别装置，其特征在于，所述装置包括：数据收集单元，所述数据收集单元包括加速度传感器和磁场传感器，所述加速度传感器用于收集至少两个加速度数据，所述磁场传感器用于收集磁场数据；静噪滤波器，用于对所述加速度传感器收集的至少两个加速度数据进行噪声过滤，从而降低所述加速度传感器的测量误差；状态监听单元，用于根据移动终端的当前运行状态来确定使用状态，所述使用状态包括通话状态、浏览状态和待机状态；二级分类器单元，用于根据磁场数据和经过噪声过滤的至少两个加速度数据，确定所述移动终端的运动类型；热量消耗计算单元，用于根据移动终端的运动类型和使用状态确定运动信息，并且将所述运动信息转换为相应的卡路里消耗量；以及电量优化单元，用于根据移动终端的运动类型和使用状态来减少识别移动终端运动时的电量消耗。

优选地，所述通话状态包括接听电话的状态和拔打电话的状态；所述浏览状态为用户在移动终端的屏幕显示内容的情况下除接听电话和拨打电话以外的其他所有活动的状态；所述待机状态为移动终端的屏幕不显示内容的状态。

优选地，其中所述二级分类器单元进一步包括：决策树策略子单元、自适应成帧策略子单元、活动特征向量策略子单元和概率神经网络PNN(Probabilistic Neural Network)策略子单元；其中所述二级分类器单元用于根据磁场数据和经过噪声过滤的至少两个加速度数据，确定所述移动终端的运动类型包括：

将过滤后的至少两个加速度数据作为决策树策略子单元的输入，通过计算所述过滤后的至少两个加速度数据的标准差来确定移动终端的运动是否为非周期运动；