一种使用手机自动判断用户运动行为的方法技术

本发明专利技术公开了一种使用手机自动判断用户运动行为的方法，所述方法包括如下步骤：(1)打开手机端APP应用软件，进入使用模式；(2)对用户位置移动速度是否超过预先设定的阈值进行判断；(3)对手机状态是否满足运动行为开始条件进行判断；(4)记录GPS定位模块采集的数据以及传感器模块采集的数据；(5)对位置移动速度进行区间辨识；(6)对移动速度状态进行判断；(7)对手机状态是否满足运动行为结束条件进行判断；(8)APP应用软件在行程结束后进行数据清洗，然后在使用传感器数据二次过滤运动行为数据；(9)对非运动状态点的比例是否超过阈值进行判断。本发明专利技术用户不需要额外的硬件投入，仅使用智能手机就能完成全部的判断过程。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种用户运动行为的方法，特别涉及一种使用手机自动判断用户运动行为的方法。
技术介绍
已有的记录生活作息的方法是使用穿戴装置，例如手环；这种技术需要用户对于额外的硬件投入，其需支付额外成本，而且不方便。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种用户不需要额外的硬件投入，仅使用智能手机就能完成全部判断过程的使用手机自动判断用户运动行为的方法。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种使用手机自动判断用户运动行为的方法，所述方法包括如下步骤：(1)打开手机端APP应用软件，APP自动进入检测模式；此后无论用户是否打开App还是将App退出至后台运行都会自动判断用户的运动行为；手机利用内置的GPS定位模块和传感器模块实时采集用户位置移动数据；(2)对用户位置移动速度是否超过预先设定的阈值进行判断，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始的速度，单位是米/秒，阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s；阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取证后作为触发阈值的；此外，在App应用软件进入休眠前，会做一次定位判断，若存在上次定位点，且与本次定位点之间的直线距离超过200m，则放弃休眠进入下个阶段，如果用户位置移动速度超过预先设定的阈值，则进入下个程序；如果用户位置移动速度不超过预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N分钟，然后重复步骤(2)直至用户位置移动速度超过预先设定的阈值为止；(3)对手机状态是否满足运动行为开始条件进行判断，在本步骤中存在最长不超过一分钟缓冲时长。本阶段开始时，检测手机的网络连接状态。若手机存在wlan连接，且定位类型为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，若任一次定位速度大于0m/s，则进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)；若手机状态不满足前述条件，手机无wifi连接，或在wifi连接情况下定位状态不为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，平均速度小于1.51m/s则进入走路的判断，介于1.51m/s到2.235m/s之间则进入跑步的判断，大于2.235m/s则进入打车、搭公交车和骑车的判断，进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则判断用户为静止状态，App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)，重新判断直至手机状态满足行程开始条件；(4)记录GPS定位模块采集的数据以及传感器模块采集的数据，并将采集到的数据储存到sqlite数据库中；(5)对位置移动速度进行区间辨识，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始速度，单位是米/秒，阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s；阈值是根据200个实验样本5分钟的非驾驶行程数据，取上95分位数，取整后作为触发阈值的；对位置移动速度是否低于预先设定的阈值进行判断，如果位置移动速度低于预先设定的阈值，则进入下个程序；如果不低于预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(4)直至位置移动速度低于预先设定的阈值为止；(6)对移动速度状态进行判断，对移动速度状态是否满足行程结束条件进行判断，如果满足，则用户行程结束；如果不满足，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(5)直至移动速度状态满足行程结束条件；(7)对手机状态是否满足运动行为结束条件进行判断，本阶段仍存在最多不超过一分钟的缓冲期；当其中任意一秒检测到手机连接wlan并且定位类型为lbs时，进入下个程序；当连续六十秒速度都等于0m/s时，则判断用户进入静止状态，当任意一次定位获得的速度大于0m/s时，返回步骤(6)，如果满足，则用户行程结束，如果不满足，则进入下个程序；(8)APP应用软件在行程结束后进行数据清洗，数据清洗分为五步：第一步，检查每个字段是否存在不合理的错误数值，longitude应在0-360之间，latitude应在-90-90之间，timestamp应大于1356969600000，course应在0-360之间，speed应在0-56之间，以上区间均包含端点，对每行数据，仅当所有字段均在范围内时保留；第二步，用惯性导航的原理，线性差值补全GPS点的数据，使得相邻的两条数据间的间隔在800-1200毫秒之间；第三步，若speed字段出现最多不超过连续3个缺失的，将speed缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第四步，若course字段出现最多不超过连续3个缺失的，将course缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第五步，计算速度的前10秒移动平均。然后再使用传感器数据二次过滤非运动行为数据，将九轴传感器的数据按每分钟归集，每分钟为300组数据，每组数据计算出一个判断值，0或者1；具体的做法是，使用重力传感器和磁力传感器回传的六轴数据，合成旋转矩阵R，使用R左乘加速度三轴向量数据，得到校正到用户坐标系后的三轴加速度向量(x，y，z)；若z轴大小不在0.9-1.1个重力加速度内，且x与y的平方和大于1m/s2，则记录该组数据判断值为1，否则则为0；当300组判断值中1的个数在30-100之间时，若该分钟的平均速度小于1.5m/s，则标记为走路状态，若该分钟的平均速度在1.51m/s至2.235m/s之间，则标记为跑步状态，若该分钟的平均速度介于2.235m/s到3.043m/s之间，则标记为骑自行车状态，若该分钟的平均速度介于3.043m/s到4.122m/s之间，则标记为搭公交车，若该分钟的平均速度大于4.122m/s打车的状态；当300组判断值中1的个数大于100个时，该分钟被用户姿态被记为本专利所称之运动行为，如走路、跑步、搭公交、骑车和打车的行为；(9)对非运动状态点的比例是否超过阈值进行判断，如果超出阈值，则结束；如果未超出阈值，则将数据进行压缩、分片、上传至APP应用软件服务端，并最终在APP应用软件上显示出来。该阈值是根据用户不同运动状态的行为样本，使用SVM支持向量机算法学习得出的。在本专利技术的一个实施例中，所述传感器模块为加速度传感器、重力感应器、距离感应器、陀螺仪感应器或磁力感应器中的一种或多种。在本专利技术的一个实施例中，平均速度小于1.51m/s则进入走路的判断，介于1.51m/s到2.235m/s之间则进入跑步的判断，大于2.235m/s则进入打车、搭公交车和骑车的判断，进入下个程序，0m/s则判断用户进入静止的状态，并且加上传感器模块进行辅助判断，阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取整后作为触发阈值的。在本专利技术的一个实施例中，所述移动速度区间辨识的判断方法为：使用手机GPS定位模块来获取手机用户的瞬时速度数值，每秒一次，共计60组，使用传感器九轴数据得到用户姿态判断数据，每秒五次，共计300组；具体的做法是，使用重力传感器和磁力传感器回传的六轴数据，合成旋转矩阵R，使用R左乘加速度三轴向量数据，得到校正到用户坐标系后的三轴加速度向量(x，y，z)；若z轴大小不在0.9-1.1个重力加速度内，且x与y的平方和大于1m/s2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种使用手机自动判断用户运动行为的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)打开手机端APP应用软件，APP自动进入检测模式；此后无论用户是否打开App还是将App退出至后台运行都会自动判断用户的运动行为；手机利用内置的GPS定位模块和传感器模块实时采集用户位置移动数据；(2)对用户位置移动速度是否超过预先设定的阈值进行判断，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始的速度，单位是米/秒；阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s；阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取证后作为触发阈值的；此外，在App应用软件进入休眠前，会做一次定位判断，若存在上次定位点，且与本次定位点之间的直线距离超过200m，则放弃休眠进入下个阶段，如果用户位置移动速度超过预先设定的阈值，则进入下个程序；如果用户位置移动速度不超过预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N分钟，然后重复步骤(2)直至用户位置移动速度超过预先设定的阈值为止；(3)对手机状态是否满足运动行为开始条件进行判断，在本步骤中存在最长不超过一分钟缓冲时长，本阶段开始时，检测手机的网络连接状态，若手机存在wlan连接，且定位类型为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，若任一次定位速度大于0m/s，则进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)，若手机状态不满足前述条件，手机无wifi连接，或在wifi连接情况下定位状态不为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，平均速度小于1.51m/s则进入走路的判断，介于1.51m/s到2.235m/s之间则进入跑步的判断，大于2.235m/s则进入打车、搭公交车和骑车的判断，进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则判断用户为静止状态，App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)，重新判断直至手机状态满足行程开始条件；(4)记录GPS定位模块采集的数据以及传感器模块采集的数据，并将采集到的数据储存到sqlite数据库中；(5)对位置移动速度进行区间辨识，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始速度，单位是米/秒，阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s，阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取整后作为触发阈值的；对位置移动速度是否低于预先设定的阈值进行判断，如果位置移动速度低于预先设定的阈值，则进入下个程序；如果不低于预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(4)直至位置移动速度低于预先设定的阈值为止；(6)对移动速度状态进行判断，对移动速度状态是否满足行程结束条件进行判断，如果满足，则用户行程结束；如果不满足，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(5)直至移动速度状态满足行程结束条件；(7)对手机状态是否满足运动行为结束条件进行判断，本阶段仍存在最多不超过一分钟的缓冲期，当其中任意一秒检测到手机连接wlan并且定位类型为lbs时，进入下个程序；当连续六十秒速度都等于0m/s时，则判断用户进入静止状态，当任意一次定位获得的速度大于0m/s时，返回步骤(6)，如果满足，则用户行程结束，如果不满足，则进入下个程序；(8)APP应用软件在行程结束后进行数据清洗，数据清洗分为五步：第一步，检查每个字段是否存在不合理的错误数值，longitude应在0‑360之间，latitude应在‑90‑90之间，timestamp应大于1356969600000，course应在0‑360之间，speed应在0‑56之间，以上区间均包含端点，对每行数据，仅当所有字段均在范围内时保留；第二步，用惯性导航的原理，线性差值补全GPS点的数据，使得相邻的两条数据间的间隔在800‑1200毫秒之间；第三步，若speed字段出现最多不超过连续3个缺失的，将speed缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第四步，若course字段出现最多不超过连续3个缺失的，将course缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第五步，计算速度的前10秒移动平均，然后在使用传感器数据二次过滤非运动行为数据，将九轴传感器的数据按每分钟归集，每分钟为300组数据，每组数据计算出一个判断值，0或者1；具体的做法是，使用重力传感器和磁力传感器回传的六轴数据，合成旋转矩阵R，使用R左乘加速度三轴向量数据，得到校正到用户坐标系后的三轴加速度向量(x，y，z)；若z轴大小不在0.9‑1.1个重力加速度内，且x与y的平方和大于1m/s2，则记录该组数据判断值为1，否则则为0；当300组判断值中1的个数在30‑100之间时，若该分钟的平均速度小于1.51m/s，则标记为走路状态，若...

【技术特征摘要】
1.一种使用手机自动判断用户运动行为的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：(1)打开手机端APP应用软件，APP自动进入检测模式；此后无论用户是否打开App还是将App退出至后台运行都会自动判断用户的运动行为；手机利用内置的GPS定位模块和传感器模块实时采集用户位置移动数据；(2)对用户位置移动速度是否超过预先设定的阈值进行判断，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始的速度，单位是米/秒；阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s；阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取证后作为触发阈值的；此外，在App应用软件进入休眠前，会做一次定位判断，若存在上次定位点，且与本次定位点之间的直线距离超过200m，则放弃休眠进入下个阶段，如果用户位置移动速度超过预先设定的阈值，则进入下个程序；如果用户位置移动速度不超过预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N分钟，然后重复步骤(2)直至用户位置移动速度超过预先设定的阈值为止；(3)对手机状态是否满足运动行为开始条件进行判断，在本步骤中存在最长不超过一分钟缓冲时长，本阶段开始时，检测手机的网络连接状态，若手机存在wlan连接，且定位类型为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，若任一次定位速度大于0m/s，则进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)，若手机状态不满足前述条件，手机无wifi连接，或在wifi连接情况下定位状态不为lbs，则每秒从GPS定位模块取一次速度，平均速度小于1.51m/s则进入走路的判断，介于1.51m/s到2.235m/s之间则进入跑步的判断，大于2.235m/s则进入打车、搭公交车和骑车的判断，进入下个程序；若在一分钟内所返回的速度等于0m/s，则判断用户为静止状态，App应用软件休眠N分钟，然后返回步骤(2)，重新判断直至手机状态满足行程开始条件；(4)记录GPS定位模块采集的数据以及传感器模块采集的数据，并将采集到的数据储存到sqlite数据库中；(5)对位置移动速度进行区间辨识，使用手机GPS定位模块返回的数据，其中包含有瞬时的原始速度，单位是米/秒，阈值为1.51m/s、2.235m/s、3.043m/s或4.122m/s，阈值是根据200个实验样本5分钟的运动行为数据，取上95分位数，取整后作为触发阈值的；对位置移动速度是否低于预先设定的阈值进行判断，如果位置移动速度低于预先设定的阈值，则进入下个程序；如果不低于预先设定的阈值，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(4)直至位置移动速度低于预先设定的阈值为止；(6)对移动速度状态进行判断，对移动速度状态是否满足行程结束条件进行判断，如果满足，则用户行程结束；如果不满足，则APP应用软件休眠N秒钟，然后返回步骤(5)直至移动速度状态满足行程结束条件；(7)对手机状态是否满足运动行为结束条件进行判断，本阶段仍存在最多不超过一分钟的缓冲期，当其中任意一秒检测到手机连接wlan并且定位类型为lbs时，进入下个程序；当连续六十秒速度都等于0m/s时，则判断用户进入静止状态，当任意一次定位获得的速度大于0m/s时，返回步骤(6)，如果满足，则用户行程结束，如果不满足，则进入下个程序；(8)APP应用软件在行程结束后进行数据清洗，数据清洗分为五步：第一步，检查每个字段是否存在不合理的错误数值，longitude应在0-360之间，latitude应在-90-90之间，timestamp应大于1356969600000，course应在0-360之间，speed应在0-56之间，以上区间均包含端点，对每行数据，仅当所有字段均在范围内时保留；第二步，用惯性导航的原理，线性差值补全GPS点的数据，使得相邻的两条数据间的间隔在800-1200毫秒之间；第三步，若speed字段出现最多不超过连续3个缺失的，将speed缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第四步，若course字段出现最多不超过连续3个缺失的，将course缺失的几行用前后非缺失行线性差值补全；第五步，计算速度的前10秒移动平均，然后在使用传感器数据二次过滤非运...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟，曾祺，
申请(专利权)人：上海保橙网络科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31