CN106815545B - 行为分析系统和行为分析方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种行为分析系统,所述行为分析系统包括中央控制器和多个传感器,所述中央控制器包括用于接收来自所述多个传感器的数据的接收单元、用于实施所述数据的分析处理的分析处理单元以及根据所述分析处理的结果判断特定行为的判断单元,其中,在所述多个传感器与所述中央控制器之间能够通过无线连接或有线连接进行通信,其中,所述判断单元基于至少两个传感器的数据判断所述特定行为,其中,所述至少两个传感器涉及至少两种不同类型的传感器。本发明还涉及一种相应的行为分析方法。
Description
技术领域
本发明涉及一种行为分析系统以及一种行为分析方法。
背景技术
迄今,通常仅仅根据单个传感器(信号源)的数据进行行为的分析或识别。例如,智能手环能够监视用户的运动并且给出例如关于运动距离的统计信息,然而,在很多情况下,仅仅根据单个传感器的数据很难全面且准确地分析或识别用户行为,尤其是在所希望识别的用户行为的种类较多的时候。
另外,在一些公共场合中往往设有监视摄像机。在此,也可以通过分析处理监视摄像机的图像或视频流来分析或识别监视对象的行为。一方面,这导致很高的硬件开销和运算开销。另一方面,这具有很大的局限性,因为很多场合不适合设置多个监视摄像机,例如在家庭情形中。
发明内容
本发明的目的在于提供一种行为分析系统和一种行为分析方法,所述行为分析系统和所述行为分析方法能够以更高的准确概率和较低的成本分析或识别用户的行为。
为了实现这个目的,本发明提供了一种行为分析系统,所述行为分析系统用于分析或者识别对象的行为,所述行为分析系统包括中央控制器和多个传感器,所述中央控制器包括用于接收来自所述多个传感器的数据的接收单元、用于实施所述数据的分析处理的分析处理单元以及根据所述分析处理的结果判断行为的判断单元,其中,在所述多个传感器与所述中央控制器之间能够通过无线连接或有线连接进行通信,其中,所述判断单元基于至少两个传感器的数据判断所述行为,其中,所述至少两个传感器涉及至少两种不同类型的传感器。
根据本发明,所述至少两个传感器的数据可以直接或间接地与所述行为相关联并且能够分别在一定程度上反映所述行为,其中,“间接地…相关联”意味着传感器不是检测行为本身而是检测由行为导致的必然事件。
根据本发明,融合至少两个传感器的数据来判断对象的一种行为、尤其对象正在进行的行为,其中,所述至少两个传感器优选涉及至少两种不同类型的传感器。因此,根据本发明充分利用了现今在很多场合中越来越多地设置的多种类型的传感器,实现了更高的数据分析维度,从而在保持较低成本的情况下不仅极大地提高了分析结果或判断结果的准确性而且极大地扩展了可分析的行为的种类。
在本发明的一种优选实施方式中,所述判断单元可以基于至少两个传感器的数据根据判断标准判断所述行为,其中,所述判断标准可以是预先确定的或者可以是用户自定义的。例如,所述判断标准可以存储在中央控制器的存储单元中。在此,所述判断标准优选涉及根据所述多个传感器中的哪些传感器的怎样的数据判断出哪种行为,其中,在判断时不同的传感器的数据优选具有不同的权重。
在本发明的一种优选实施方式中,所述判断单元可以通过基于至少两个传感器的数据根据判断标准从多个行为模式中选择出一个行为模式的方式判断所述行为,其中,所述多个行为模式可以是预先确定的或者可以是用户自定义的。
在本发明的一种优选实施方式中,所述多个传感器可以涉及以下传感器类型中的至少两种:压力传感器、温度传感器、气体传感器、位置传感器、距离传感器、速度传感器、加速度传感器、图像传感器。所述多个传感器还可以涉及其他任意类型传感器,只要其可以提供用于行为分析的数据。
在本发明的一种优选实施方式中,所述多个传感器中的一个或多个可以设置在位置固定的设施上并且分别具有一个无线通信单元。
在本发明的一种优选实施方式中,所述多个传感器中的一个或多个可以设置在便携式设备或可穿戴设备上并且能够跟随便携式设备或可穿戴设备移动。所述可移动的传感器可以分别具有一个无线通信单元或者可以分别与一个设置在便携式设备或可穿戴设备上的无线通信单元连接。所述无线通信单元具有有效作用范围,在所述有效作用范围内无线通信单元可以与中央控制器建立通信连接以及进行通信。
在本发明的一种优选实施方式中,当设置在便携式设备或可穿戴设备上的传感器与中央控制器的距离超出有效作用范围时,无线通信单元与中央控制器之间的通信连接中断,中央控制器记录所述中断的时刻,所述时刻同样作为设置在便携式设备或可穿戴设备上的传感器的数据提供给所述判断单元。
在本发明的一种优选实施方式中,所述无线通信单元可以构造为蓝牙模块或WiFi模块或ZigBee模块或RFID电子标签模块。所述无线通信单元还可以基于任意其他无线通信技术工作,只要其可以在具体情形中符合相应需求地与中央控制器建立通信连接以及进行通信。
在本发明的一个优选实施方式中,所述多个传感器可以持续地或者以固定的时间间隔地或者根据特定事件触发地向中央控制器发送数据。附加地或替代地,中央控制器可以主动向所述多个传感器查询数据。
本发明还提供了一种行为分析方法,所述行为分析方法优选借助于根据以上所述的行为分析系统实施,所述行为分析系统用于分析或者识别对象的行为,所述行为分析方法包括以下方法步骤:
接收来自所述多个传感器的数据;
实施所述数据的分析处理;
根据所述分析处理的结果判断行为;
其中,基于至少两个传感器的数据判断所述行为,其中,所述至少两个传感器涉及至少两种不同类型的传感器。
在本发明的一种优选实施方式中,可以基于至少两个传感器的数据根据判断标准判断所述行为,其中,所述判断标准可以是预先确定的或者可以是用户自定义的。在此,所述判断标准优选涉及根据所述多个传感器中的哪些传感器的怎样的数据判断出哪种行为,其中,在判断时不同的传感器的数据优选具有不同的权重。
在本发明的一种优选实施方式中,可以通过基于至少两个传感器的数据根据判断标准从多个行为模式中选择出一个行为模式的方式判断所述行为,其中,所述多个行为模式可以是预先确定的或者可以是用户自定义的。
在根据本发明的行为分析系统方面阐述的其他优选实施方式同样可以类似地适用于根据本发明的行为分析方法。
根据本发明的行为分析系统和行为分析方法尤其适合用于家庭应用情形、医院应用场景或类似的其他应用场景。
根据本发明的行为分析系统或行为分析方法具有以下优点:
1.利用多种传感器的数据进行行为分析,提高了数据分析维度,从而能够在保持较低的成本的情况下实现更细分且更准确的分析结果;
2.根据本发明的行为分析系统和行为分析方法能够实现例如在个别传感器出现故障的情况下仍然得到较准确的分析结果;
3.根据本发明的行为分析系统可以容易地根据应用情形进行配置;
4.根据本发明的行为分析系统可以容易地进行扩展,例如添加更多的传感器。
附图说明
以下根据附图详细阐述本发明的优选实施例。本领域技术人员应理解的是,这些优选实施例仅仅是示例性的并且不意味着对本发明形成任何限制。
图1示出根据本发明的行为分析系统的示意性框图。
图2示出根据本发明的行为分析方法的示意性流程图。
图3示出根据本发明的行为分析系统以及行为分析方法的一种示例性应用情形。
在不同的附图中,相同或相似的部件使用相同的附图标记。
具体实施方式
图1示出根据本发明的行为分析系统1的示意性框图。
所述行为分析系统1包括多个传感器2-1、2-2、2-3、2-4……和中央控制器3。
所述多个传感器可以涉及不同类型的传感器。所述多个传感器用于分别提供相应的数据,这些数据代表通过相应的传感器检测的物理量或者代表特定事件的发生。所述多个传感器中的一个或多个可以设置在位置固定的设施上,其中,这些传感器可以通过无线方式或有线方式与中央控制器进行通信。优选地,这些传感器可以分别具有无线通信单元并且通过所述无线通信单元与中央控制器进行通信。所述多个传感器中的一个或多个例如是可移动的,其例如可以设置在用户的便携式设备或者可穿戴设备上并且跟随用户移动。优选地,可移动的传感器可以分别具有无线通信单元并且通过其无线通信单元与中央控制器进行通信。在一种替代方案中,设置在同一便携式设备或者可穿戴设备上的传感器可以共同与一个无线通信单元连接并且通过所述无线通信单元与中央控制器进行通信。视具体应用情形而定,所述无线通信单元例如可以基于以下通信技术中的一种或多种工作:WiFi、蓝牙、ZigBee、射频、由电信运营商提供的移动通信技术,等等。
所述中央控制器3可以包括用于接收来自所述多个传感器的数据的接收单元4、用于实施所述数据的分析处理的分析处理单元5以及根据所述分析处理的结果判断行为的判断单元6。
所述中央控制器3还可以具有显示装置(未示出)或者与显示装置(未示出)连接。所述中央控制器3例如可以在所述显示装置上显示行为分析系统1的状态、由行为分析系统1判断的行为、给用户的提示信息或者报警。所述显示装置还可以集成有用户界面,其中,用户可以通过所述用户界面与行为分析系统1进行交互,例如配置或者自定义行为分析系统1、取消报警、查看历史记录等等。
所述多个传感器可以持续地或者以固定的时间间隔地或者根据特定事件触发地向所述中央控制器3发送数据。附加地或替代地,所述中央控制器3可以主动向所述多个传感器查询数据。
所述分析处理单元5可以借助于与相应的传感器类型和/或数据类型和/或应用情形相匹配的任意方式方法实施传感器数据的分析处理。
所述判断单元6基于经分析处理的传感器数据根据判断标准来判断行为。在此,所述判断标准例如涉及根据哪些传感器的怎样的数据判断出哪种行为以及在判断某种行为时不同传感器的数据分别具有多大的权重或者多高的优先级。所述判断标准可以是预先设定的或者可以是用户自定义的。所述判断单元可以根据判断标准从多种行为中选择出一种行为,其中,所述多种行为可以是预先确定的或者可以是用户自定义的。所述判断标准以及所述预先确定的多种行为可以匹配于具体应用情形。所述判断单元也可以构造为自适应的或者自学习的,其中,所述判断单元能够基于历史结果不断地提高新判断的准确率。
图2示出根据本发明的行为分析方法的示意性流程图。所述行为分析方法优选借助于根据图1阐述的根据本发明的行为分析系统1实施。
在步骤201中,接收来自多个传感器的数据。
在步骤202中,实施所述数据的分析处理。
在步骤203中,根据所述分析处理的结果判断行为。
在此完全适用在以上根据图1阐述根据本发明的行为分析系统1时进行的说明和/或限定。
图3示出根据本发明的行为分析系统以及行为分析方法的一种示例性应用情形,在此例如涉及家庭应用情形,尤其是老人独居的家庭应用情形。
在所述家庭应用情形中,例如设有最外面的庭院大门或防盗门,以下统称为大门。在所述家庭应用情形中,例如还设有从室外进入室内通常需要经过的门,以下统称为房门。通常,如果原本在家的用户外出,则他需要先打开房门再打开大门;如果原本在外的用户回家,则他需要先打开大门再打开房门。在所述家庭应用情形中,例如还可以设有卧室门、浴室门、卫生间门、床、浴缸、淋浴、电视、冰箱、炉灶等等。
用于以上家庭应用情形中的行为分析系统1的结构和功能基本上相应于根据图1阐述的行为分析系统1。传感器2-1例如是可移动的传感器,其例如集成在由用户随身佩戴或携带的手环或手杖等等中。传感器2-1可以用于检测运动步数和/或运动距离和/或突然跌落。在此,传感器2-1例如可以构造为惯性传感器。当然,也可以设置两个传感器,其中,一个传感器用于检测运动步数和/或运动距离而另一个传感器用于检测突然跌落。传感器2-2例如是用于检测大门的打开和/或关闭的传感器,传感器2-3例如是用于检测房门的打开和/或关闭的传感器,传感器2-4例如是用于检测浴室门的打开和/或关闭的传感器,传感器2-5例如是用于检测卧室的床上是否有人的传感器,传感器2-6例如是用于检测浴缸或淋浴活动的传感器。中央控制器3例如能够分析处理从以上所述传感器接收到的数据以及根据分析处理的结果判断用户的行为,例如根据分析处理的结果判断是否出现以下行为中的一种:用户外出、用户归家、用户卧床时间过长、用户洗浴时间过长、用户在家意外跌倒。
例如,如果传感器2-3检测到房门的打开和/或关闭并且随后传感器2-2检测到大门的打开和/或关闭并且在预先确定的时间长度内传感器2-1检测到用户已经离开家预先确定的距离,则判断单元可以判断出现了以下行为:用户外出。在此,传感器2-1例如可以通过在预先确定的时间长度内检测到的运动距离或者通过传感器2-1与中央控制器之间的距离超出其无线通信单元的有效作用距离来检测用户已经离开家预先确定的距离。所述预先确定的时间长度和所述预先确定的距离可以根据具体家庭应用情形设置。所述预先确定的时间长度例如可以设置为10分钟或者15分钟或者20分钟或者任意其他合理时间长度。所述预先确定的距离例如可以设置为10米或者20米或者30米或者任意其他合理距离。
例如,如果传感器2-1检测到用户已经位于家附近的预先确定的距离内并且在预先确定的时间长度内传感器2-2检测到大门的打开和/或关闭并且随后传感器2-3检测到房门的打开和/或关闭,则判断单元可以判断出现了以下行为:用户归家。在此,传感器2-1例如可以通过传感器2-1与中央控制器之间的距离小于其无线通信单元的有效作用距离来检测用户已位于家附近的预先确定的距离内。所述预先确定的时间长度和所述预先确定的距离可以根据具体家庭应用情形设置。所述预先确定的时间长度例如可以设置为10分钟或者15分钟或者20分钟或者任意其他合理时间长度。所述预先确定的距离例如可以设置为10米或者20米或者30米或者任意其他合理距离。
例如,如果事先已经由判断单元判断出现行为“用户归家”并且没有判断出现行为“用户外出”并且传感器2-5检测到用户已经在床上超过预先确定的时间长度并且传感器2-1在所述预先确定的时间长度内检测到用户的运动不超过预先确定的距离或预先确定的步数,则判断单元可以判断出现了以下行为:用户卧床时间过长。所述预先确定的时间长度、所述预先确定的距离和所述预先确定的步数可以根据具体家庭应用情形设置。所述预先确定的时间长度例如可以设置为10小时或者12小时或者14小时或者任意其他合理时间长度。所述预先确定的距离例如可以设置为2米或者5米或者10米或者任意其他合理距离。所述预先确定的步数例如可以设置为5步或者10步或者15步或者任意其他合理步数。
例如,如果事先已经由判断单元判断出现行为“用户归家”并且没有判断出现行为“用户外出”并且传感器2-6检测到浴室已经被使用超过预先确定的时间长度并且传感器2-1在所述预先确定的时间长度内检测到用户的运动不超过预先确定的距离或预先确定的步数,则判断单元可以判断出现了以下行为:用户洗浴时间过长。所述预先确定的时间长度、所述预先确定的距离和所述预先确定的步数可以根据具体家庭应用情形设置。所述预先确定的时间长度例如可以设置为45分钟或者1小时或者1.5小时或者任意其他合理时间长度。所述预先确定的距离例如可以设置为2米或者5米或者8米或者任意其他合理距离。所述预先确定的步数例如可以设置为5步或者10步或者15步或者任意其他合理步数。
例如,如果事先已经由判断单元判断出现行为“用户归家”并且没有判断出现行为“用户外出”并且传感器2-1检测到发生跌落并且传感器2-1在所述预先确定的时间长度内检测到用户的运动不超过预先确定的距离或预先确定的步数,则判断单元可以判断出现了以下行为:用户在家意外跌倒。所述预先确定的时间长度、所述预先确定的距离和所述预先确定的步数可以根据具体家庭应用情形设置。所述预先确定的时间长度可以设置为5分钟或者10分钟或者15分钟或者任意其他合理时间长度。所述预先确定的距离例如可以设置在2米或者5米或者8米或者任意其他合理距离。所述预先确定的步数例如可以设置在5步或者10步或者15步或者任意其他合理步数。
根据判断单元判断出的行为,中央控制器3例如还可以触发相应的动作或发送相应的信号。
例如,如果判断单元判断出行为“用户外出”,则中央控制器3可以检测设施是否已经安全关闭,例如娱乐设施、洗浴设施、烹饪设施、部分或全部照明设施和/或门窗等等以及将需要安全关闭但没有安全关闭的设施关闭和/或通过短信或类似方式通知用户。如果判断单元判断出行为“用户归家”,则中央控制器3可以触发部分照明设施的开启,例如门廊或客厅中的灯。如果判断单元判断出行为“用户卧床时间过长”或“用户洗浴时间过长”或“用户在家意外跌倒”,则中央控制器3可以触发报警并且可选择地在预先确定的时间内用户没有手动取消报警的情况下向紧急联系人7和/或医疗机构8发送求救信息。
可以理解,可以根据与以上不同的判断标准来判断行为。例如,基于更多传感器的数据进行判断。例如,在进行判断时,不同传感器的数据可以具有不同的权重或者优先级。由此,一方面能够使判断结果更准确,另一方面在很大程度上能够实现在某一个传感器失效的情况下仍然得到正确的判断结果。
可以理解,除以上五种行为以外,可以根据具体情形或具体需要设置更多的行为。
可以理解,类似的行为分析系统和行为分析方法可以应用于其他应用情形中,例如医院、养老院等等中。
对于本领域技术人员而言,可以在不脱离本发明的精神的情况下对以上优选实施例进行各种变型或修改,这些变型或修改均不脱离本发明的范畴。
Claims (13)
1.一种行为分析系统,所述行为分析系统用于分析或者识别对象的行为,所述行为分析系统包括中央控制器和多个传感器,所述中央控制器包括用于接收来自所述多个传感器的数据的接收单元、用于实施所述数据的分析处理的分析处理单元以及根据所述分析处理的结果判断所述行为的判断单元,其中,在所述多个传感器与所述中央控制器之间能够通过无线连接或有线连接进行通信,
其特征在于,所述判断单元基于至少两个传感器的数据判断所述行为,其中,所述判断单元融合至少两个传感器的数据来判断所述对象正在进行的行为,其中,所述至少两个传感器涉及至少两种不同类型的传感器,
其中,所述多个传感器中的一个或多个设置在便携式设备或可穿戴设备上并且分别具有一个无线通信单元或者分别与一个设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的无线通信单元连接并且能够通过所述无线通信单元在其有效作用范围内与所述中央控制器进行通信,
其中,当设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的传感器与所述中央控制器的距离超出所述有效作用范围时,所述无线通信单元与所述中央控制器之间的通信连接中断,所述中央控制器记录所述中断的时刻,其中,所述时刻同样作为设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的传感器的数据提供给所述判断单元。
2.根据权利要求1所述的行为分析系统,其特征在于,所述判断单元基于至少两个传感器的数据根据判断标准判断所述行为,其中,所述判断标准是预先确定的或者是用户自定义的,其中,所述判断标准涉及根据所述多个传感器中的哪些传感器的怎样的数据判断出哪种行为。
3.根据权利要求2所述的行为分析系统,其特征在于,在所述判断时,不同的传感器的数据具有不同的权重。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的行为分析系统,其特征在于,所述判断单元通过基于至少两个传感器的数据根据判断标准从多个行为模式中选择出一个行为模式的方式判断所述行为,其中,所述多个行为模式是预先确定的或者是用户自定义的。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的行为分析系统,其特征在于,所述多个传感器涉及以下传感器类型中的至少两种:压力传感器、温度传感器、气体传感器、位置传感器、距离传感器、速度传感器、加速度传感器、图像传感器。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的行为分析系统,其特征在于,所述多个传感器中的一个或多个设置在位置固定的设施上并且分别具有一个无线通信单元。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的行为分析系统,其特征在于,所述中央控制器根据所述判断单元判断的行为触发相应的动作或发送相应的信号。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的行为分析系统,其特征在于,所述行为分析系统用于家庭应用情形中的行为分析。
9.一种行为分析方法,所述行为分析方法借助于根据以上权利要求中任一项所述的行为分析系统实施,所述行为分析方法用于分析或者识别对象的行为,所述行为分析方法包括以下方法步骤:
接收来自所述多个传感器的数据;
实施所述数据的分析处理;
根据所述分析处理的结果判断所述行为;
其特征在于,基于至少两个传感器的数据判断所述行为,其中,融合至少两个传感器的数据来判断所述对象正在进行的行为,其中,所述至少两个传感器涉及至少两种不同类型的传感器,
其中,所述多个传感器中的一个或多个设置在便携式设备或可穿戴设备上并且分别具有一个无线通信单元或者分别与一个设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的无线通信单元连接并且能够通过所述无线通信单元在其有效作用范围内与所述中央控制器进行通信,
其中,当设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的传感器与所述中央控制器的距离超出所述有效作用范围时,所述无线通信单元与所述中央控制器之间的通信连接中断,所述中央控制器记录所述中断的时刻,其中,所述时刻同样作为设置在所述便携式设备或所述可穿戴设备上的传感器的数据提供给所述判断单元。
10.根据权利要求9所述的行为分析方法,其特征在于,基于至少两个传感器的数据根据判断标准判断所述行为,其中,所述判断标准是预先确定的或者是用户自定义的。
11.根据权利要求10所述的行为分析方法,其特征在于,通过基于至少两个传感器的数据根据判断标准从多个行为模式中选择出一个行为模式的方式判断所述行为,其中,所述多个行为模式是预先确定的或者是用户自定义的。
12.根据权利要求9至11中任一项所述的行为分析方法,其特征在于,根据所判断的行为触发相应的动作或发送相应的信号。
13.根据权利要求9至11中任一项所述的行为分析方法,其特征在于,所述行为分析方法用于家庭应用情形中的行为分析。
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