CN108260079B - 一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法 - Google Patents

Abstract

一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法，首先把地图划分成网格矩阵，即设置一个参数D，把地图划分成

的方形网格。然后针对老人摔倒报警器上传的轨迹数据，通过去噪处理后，对轨迹数据映射到相应的网格之中，判断T时间内老人是否出现在历史活动网格中。如果出现，则刷新T，继续处理轨迹数据流。如果没有出现，则通过APP向家人推送报警信息，由家人判定是否确实走丢，如果确实走丢则导航到老人位置，如果不是，则刷新T，把老人在此阶段经过的网格加入到历史活动网格中，下次再出现在此网格中则不会触发报警，然后继续处理估计数据流信息。这种方式主要有三大优点：第一，可以利用历史轨迹自动圈定安全活动范围；第二，可以根据系统运行，动态调整安全活动范围；第三，实时性，可以实时监控老人的轨迹，实时对异常轨迹向家人报警。

Description

一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法

技术领域

本发明为行人轨迹检查技术领域，具体涉及一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法。

背景技术

老年人记忆力逐渐衰退，尤其部分老年人因患有阿尔茨海默症、老年痴呆、健忘症，导致老人走丢的情况时有发生。

原有技术手段是通过家人预先设置一个老人的活动范围，通过老人身上的GPS定位系统实时监测老人位置，超出范围时报警。这种系统是一种静态的，不能够随着老人的活动习惯而变化，如果需要变动老人的活动范围，需要家人手动设置活动范围，操作繁琐，误报频繁。

发明内容

为了克服上述现有的不足，本发明的目的是提供一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法。这种方法主要有三大优点：第一，可以利用历史轨迹自动圈定安全活动范围；第二，可以根据系统运行，动态调整安全活动范围；第三，实时性，可以实时监控老人的轨迹，实时对异常轨迹向家人报警。

为了使实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)网格划分

设置一个参数D，将整个地图划分成D×D的网格矩阵，其中D的单位为长度单位米，为了后面映射方便，对长度单位转换为地球的经纬度，把正方形的边长D转换为球体上的曲面。由于划分的网格大小相对于地球来说非常小，规模在百米级，因此曲面四边形的四条边近似相等，所以这里只需要计算出α和β即可，其计算公式如下:

其中，R为地球的半径，D为划分网格的长度，β为该网格所处的纬度；

2)接受老人摔倒设备轨迹流和预处理；老人摔倒轨迹设备负责通过GPS和LBS收集老人的轨迹信号，然后实时发送位置数据流到后台服务器，后台服务器对数据进行预处理。具体包括，首先通过中值滤波过滤脉冲噪声，再通过均值滤波过滤高斯噪声。轨迹预处理会极大的提高系统的准确性；

3)把轨迹数据流映射到划分的网格

把步骤2)老人的轨迹信息<α，β>经纬度转换为步骤1)已经划分的网格之中，为了存储计算方便，划分的网格我们只用正方形的对角线交点作为该网格，可以满足通过轨迹即可得出所在网格，又方便了存储计算，其映射规则为：

对

取整后得出该坐标轴上的第几个网格，再乘以网格的长度得出该坐标点所属网格的交点经纬度坐标，即可把轨迹数据转换为已经划定的网格之中；

4)判断重入活动网格时间间隔，判断据上一次进入正常活动网格之间的时间是否超过一个时间间隔T，如果没超过之后转入下一步，如果超过转入步骤6)；

5)存储活动网格，把老人在此时间间隔经过的网格存放到该老人可活动的历史网格之中，这样下一次老人经过该网格将不会触发报警，所述的存储结构是使用R-tree来存放；

6)向家人报警，通过手机APP向家人推送老人轨迹异常信息，由家人判断是否确实发生了异常事件，如果确实发生了异常事件转入步骤7)，否则转入步骤5)；

7)导航到老人位置

通过手机APP，调用百度地图API接口，导航到老人所在位置，实施救助，或者其他措施。

本发明的有益效果是：

本发明主要有三大有益效果：第一，可以利用历史轨迹自动圈定安全活动范围；第二，可以根据系统运行，动态调整安全活动范围；第三，实时性，可以实时监控老人的轨迹，实时对异常轨迹向家人报警。

附图说明

图1为本发明的老人轨迹异常流程图

图2为本发明的网格划分原理

图3为本发明原始轨迹数据映射到网格的计算方法

图4为本发明实际轨迹在网格中经过的示意图

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行进一步叙述。

如图1所示，一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法，包括以下步骤：

1)网格划分

设置一个参数D，这里取D的长度为100米，将整个地图划分成D×D的网格矩阵，其中D的单位为长度单位米，为了后面映射方便，对长度单位转换为地球的经纬度，把正方形的边长D转换为球体上的曲面。由于划分的网格大小相对于地球来说非常小，规模在百米级，因此曲面四边形的四条边近似相等，所以这里只需要计算出α和β即可，其计算公式如下:

其中，R为地球的半径，D为划分网格的长度，β为该网格所处的纬度。其原理如附图2所示，地球不是一个平面的，是一个弯曲的面，然而划分的网格(100m*100m)相对于地球来说足够小，因此可以近似看成一个附图2C中的正方形。附图3中展示了把长度为D的正方形网格换算成经纬度空间的角度；

2)接受老人摔倒设备轨迹流和预处理；老人摔倒轨迹设备负责通过GPS和LBS收集老人的轨迹信号，然后实时发送位置数据流到后台服务器，后台服务器对数据进行预处理。具体包括，首先通过中值滤波过滤脉冲噪声，再通过均值滤波过滤高斯噪声。轨迹预处理会极大的提高系统的准确性；

3)把轨迹数据流映射到划分的网格

把步骤2)老人的轨迹信息<α，β>经纬度转换为步骤1)已经划分的网格之中，为了存储计算方便，划分的网格我们只用正方形的对角线交点作为该网格，可以满足通过轨迹即可得出所在网格，又方便了存储计算，体映射规则为：

对

取整后得出坐标轴上的第几个网格，再乘以网格的长度得出该坐标点所属网格的交点经纬度坐标，即可把轨迹数据转换为已经划定的网格之中。其过程如附图4所示，轨迹线划分到相应网格之中；

4)判断重入活动网格时间间隔，判断据上一次进入正常活动网格之间的时间是否超过一个时间间隔T，如果超过之后转入下一步，如果没有超过转入步骤6)；

5)存储活动网格，把老人在此时间间隔经过的网格存放到该老人可活动的历史网格之中，这样下一次老人经过该网格将不会触发报警，所述的存储结构是使用R-tree来存放；

6)向家人报警，通过手机APP向家人推送老人轨迹异常信息，由家人判断是否确实发生了异常事件，如果确实发生了异常事件转入步骤7)，否则转入步骤5)；

7)导航到老人位置

通过手机APP，调用百度地图API接口，导航到老人所在位置，实施救助，或者其他措施。

Claims (1)

1.一种基于网格划分的老人轨迹异常的检测防走丢方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)网格划分

设置一个参数D，将整个地图划分成D×D的网格矩阵，其中D的单位为长度单位米，为了后面映射方便，对长度单位转换为地球的经纬度，把正方形的边长D转换为球体上的曲面，由于划分的网格大小相对于地球来说非常小，规模在百米级，因此曲面四边形的四条边近似相等，所以这里只需要计算出α和β即可，其计算公式如下:

其中，R为地球的半径，D为划分网格的长度，β为网格所处的纬度；

2)接受老人摔倒设备轨迹流和预处理；老人摔倒轨迹设备负责通过GPS和LBS收集老人的轨迹信号，然后实时发送位置数据流到后台服务器，后台服务器对数据进行预处理，具体包括，首先通过中值滤波过滤脉冲噪声，再通过均值滤波过滤高斯噪声，轨迹预处理会极大的提高系统的准确性；

3)把轨迹数据流映射到划分的网格

把步骤2)老人的轨迹信息<α，β>经纬度转换为步骤1)已经划分的网格之中，为了存储计算方便，划分的网格我们只用正方形的对角线交点作为网格，可以满足通过轨迹即可得出所在网格，又方便了存储计算，体映射规则为：

对

取整后得出坐标轴上的第几个网格，再乘以网格的长度得出坐标点所属网格的交点经纬度坐标，即可把轨迹数据转换为已经划定的网格之中；

4)判断重入活动网格时间间隔，判断据上一次进入正常活动网格之间的时间是否超过一个时间间隔T，如果没超过之后转入下一步，如果超过转入步骤6)；

5)存储活动网格，把老人在此时间间隔经过的网格存放到老人可活动的历史网格之中，这样下一次老人经过网格将不会触发报警，所述的存储结构是使用R-tree来存放；6)向家人报警，通过手机APP向家人推送老人轨迹异常信息，由家人判断是否确实发生了异常事件，如果确实发生了异常事件转入步骤7)，否则转入步骤5)；

7)导航到老人位置

通过手机APP，调用百度地图API接口，导航到老人所在位置，实施救助，或者其他措施。

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