基于惯性传感器利用自动训练的活动识别方法技术

本公开的各实施例涉及基于惯性传感器利用自动训练的活动识别方法。公开了一种技术进步，其利用与设备相关联的惯性传感器数据来确定新特征阵列，并且确定该新特征阵列是否在与惯性传感器数据相关联的状态空间内的现有类别内。响应于新特征阵列被包括在现有类别中，将新特征阵列添加到现有类别中，并且基于新特征阵列和现有类别的现有表示来更新状态空间中的现有类别的表示。响应于新特征阵列不被包括在现有类别中，基于新特征阵列创建新类别。

Activity recognition method based on inertial sensor using automatic training

【技术实现步骤摘要】
基于惯性传感器利用自动训练的活动识别方法
本公开一般涉及电子设备，并且更具体地，涉及采用惯性传感器来确定电子设备的移动活动的电子设备。
技术介绍
诸如智能手机的许多移动电子设备包括一个或多个惯性传感器以检测电子设备的移动。从惯性传感器获得的惯性数据可以用于旋转显示屏、控制应用功能(例如，控制视频游戏应用中的角色)、“唤醒”设备等。惯性数据还可以用于在用户持有电子设备时，确定用户的一个或多个移动活动。例如，惯性数据可以用于确定用户是否在移动、行走或跑步。移动活动的该类型可以基于惯性数据的特性(诸如特定惯性数据的频率和振幅)而被确定。这种移动活动确定可以用于改善用户和电子设备之间的交互。通常，采用分类器来学习惯性数据特性的哪些组合可以用来限定移动活动的每个类型。分类器分析来自多个不同用户的惯性数据，并且将惯性数据分组或分类为独特的组或类别。每个独特的类别由惯性数据特性的特定组合限定，并且表示移动活动的独特的类型。例如，分类器可以将针对不移动的第一类别标识为低于第一阈值的加速度计数据；将针对行走的第二类别标识为高于第一阈值并且低于第二阈值的加速度计数据；并且将针对跑步的第三类别标识为高于第二阈值的加速度计数据。因此，分类器利用大量的训练数据来学习或标识不同的阈值水平，并且因此限定表示移动活动的不同类型的不同类别。分类器的准确性通常与训练数据的量有关，使得利用的训练数据越多，分类器的准确性就越高。然而，分析如此大量的数据可能在计算上是昂贵的并且消耗大量的功率，如果由移动电子设备执行，则这可能无法获得或效率低下。此外，由分类器标识的类别通常针对整个训练数据被概括，这可能导致所学习的类别针对一些个体不准确。正是关于这些和其他考虑，做出了本文描述的实施例。
技术实现思路
一种设备，可以被概括为包括：惯性传感器，其在操作中生成与设备相关联的惯性传感器数据；以及处理电路装置，其通信耦合到惯性传感器，其中处理电路装置在操作中：根据惯性传感器数据确定新特征阵列；确定新特征阵列是否在与惯性传感器数据相关联的状态空间内的现有类别内；响应于新特征阵列被包括在现有类别中，将新特征阵列添加到现有类别中，并且基于新特征阵列和现有类别的现有表示来更新状态空间中的现有类别的表示；响应于新特征阵列不被包括在现有类别中，基于新特征阵列创建新类别。处理电路装置在操作中可以：接收新惯性传感器数据；在状态空间中选择与新惯性传感器数据相关联的多个类别中的一个类别；以及指示设备基于所选择的类别来执行动作。处理电路装置在操作中可以：确定新特征阵列是否在状态空间内；以及响应于状态空间中不包括新特征阵列，基于新特征阵列对状态空间重新标准化。数字信号处理电路装置在操作中可以：基于重新标准化的状态空间来修改现有类别的表示。处理电路装置在操作中可以基于重新标准化的状态空间来重新缩放现有类别。数字信号处理电路装置在操作中可以：基于将新特征阵列添加到现有类别来重新缩放现有类别。处理电路装置在操作中可以：确定新特征阵列是否在状态空间内；响应于状态空间中不包括新特征阵列，基于新特征阵列对状态空间重新标准化；基于重新标准化的状态空间，修改两个现有类别的表示；确定两个现有类别是否满足吸收标准；以及响应于满足吸收标准，合并两个现有类别。处理电路装置在操作中可以：响应于现有类别中特征出现次数的数目低于阈值，移除现有类别。惯性传感器可以包括加速度计或陀螺仪中的至少一个。处理电路装置在操作中可以：确定现有类别和新类别是否满足吸收标准；以及响应于吸收标准被满足，合并现有类别和新类别。新特征阵列可以包括与时间窗口内的惯性传感器数据相关联的峰峰值和标准偏差值。可以通过至少一个预先确定值来限定新类别的区域。可以基于与现有类别相关联的至少一个高斯分布来动态地调整现有类别的区域。一种系统，可以被概括为包括：加速度计，其在操作中生成加速度数据；以及一个或多个处理器，其在操作中执行计算机指令以：根据加速度数据确定新特征值；确定新特征值是否在与加速度数据相关联的状态空间内；响应于新特征值被包括在状态空间中，确定新特征值是否在状态空间内的现有类别内；响应于新特征值被包括在现有类别中，基于新特征值，向现有类别添加新状态空间点，并且基于新状态空间点和现有类别中的现有状态空间点，更新状态空间中的现有类别的代表点；以及响应于新特征值不被包括在现有类别中，基于新特征值，在状态空间中创建具有代表点的新类别。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步：响应于状态空间中不包括新特征值，基于新特征值对状态空间重新标准化。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步：基于重新标准化的状态空间来修改现有类别的代表点。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步基于重新标准化的状态空间来重新缩放现有类别。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步基于将新状态空间点添加到现有类别来重新缩放现有类别。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步：响应于状态空间中不包括新特征值，基于新特征值，对状态空间重新标准化；基于重新标准化的状态空间，修改两个现有类别的代表点；确定两个现有类别是否满足吸收标准；以及响应于满足吸收标准，将两个现有类别合并为新合并类别，新合并类别具有状态空间中的新代表点，新代表点基于两个现有类别中的现有状态空间点。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步：响应于现有类别内状态空间点出现次数的数目低于阈值，移除现有类别。一个或多个处理器在操作中可以执行计算机指令，以进一步：确定现有类别和新类别是否满足吸收标准；以及响应于满足吸收标准，基于现有类别中的现有状态空间点和新状态空间点，将现有类别和新类别与状态空间中的新代表点合并。一种方法，可以被概括为包括：使用移动设备的数字信号处理电路装置，确定指示移动设备中的移动的新特征数组；确定新特征阵列是否在与移动设备的移动相关联的状态空间内；响应于新特征阵列不被包括在状态空间中，基于新特征阵列，对状态空间重新标准化；确定新特征阵列是否在状态空间内的之前类别内；响应于新特征阵列不被包括在先前类别中，将新特征阵列添加到先前类别，并且基于新特征阵列，更新状态空间中的先前类别的表示；以及响应于新特征阵列不被包括在先前类别中，基于新特征阵列创建新类别。方法还可以包括：确定状态空间中的两个先前类别是否满足吸收标准；以及响应于吸收标准被满足，合并两个先前类别。方法还可以包括：确定先前类别和新类别是否满足吸收标准；以及响应于吸收标准被满足，合并先前类别和新类别。方法还可以包括：响应于先前类别内特征出现次数的数目低于阈值，移除先前类别。附图说明参考以下附图描述非限制性和非穷举性的实施例。在附图中，除非另外指定，否则贯穿各个附图，相同的附图标记指代相同的部分。为了更好地理解本公开，将参考以下具体实施方式，该具体实施方式要结合附图来阅读：图1示出了提供有加速度计和陀螺仪和分类器电路装置的计算设备，该计算设备被配置为实时计算移动的类别；...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n惯性传感器，所述惯性传感器在操作中生成与所述设备相关联的惯性传感器数据；以及/n处理电路装置，通信耦合到所述惯性传感器，其中所述处理电路装置在操作中：/n根据所述惯性传感器数据确定新特征阵列；/n确定所述新特征阵列是否在与所述惯性传感器数据相关联的状态空间内的现有类别内；/n响应于所述新特征阵列被包括在所述现有类别中，将所述新特征阵列添加到所述现有类别中，并且基于所述新特征阵列和所述现有类别的现有表示来更新所述状态空间中的所述现有类别的表示；/n响应于所述新特征阵列不被包括在所述现有类别中，基于所述新特征阵列创建新类别。/n

【技术特征摘要】
20181128 US 16/203,2751.一种设备，包括：
惯性传感器，所述惯性传感器在操作中生成与所述设备相关联的惯性传感器数据；以及
处理电路装置，通信耦合到所述惯性传感器，其中所述处理电路装置在操作中：
根据所述惯性传感器数据确定新特征阵列；
确定所述新特征阵列是否在与所述惯性传感器数据相关联的状态空间内的现有类别内；
响应于所述新特征阵列被包括在所述现有类别中，将所述新特征阵列添加到所述现有类别中，并且基于所述新特征阵列和所述现有类别的现有表示来更新所述状态空间中的所述现有类别的表示；
响应于所述新特征阵列不被包括在所述现有类别中，基于所述新特征阵列创建新类别。


2.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
接收新惯性传感器数据；
选择所述状态空间中的多个类别中的、与所述新惯性传感器数据相关联的类别；以及
指示所述设备基于所选择的类别来执行动作。


3.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
确定所述新特征阵列是否在所述状态空间内；以及
响应于所述新特征阵列不被包括在所述状态空间中，基于所述新特征阵列对所述状态空间重新标准化。


4.根据权利要求3所述的设备，其中所述数字信号处理电路装置在操作中：
基于经重新标准化的所述状态空间，修改所述现有类别的所述表示。


5.根据权利要求3所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
基于经重新标准化的所述状态空间，重新缩放所述现有类别。


6.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字信号处理电路装置在操作中：
基于所述新特征阵列到所述现有类别的所述添加，重新缩放所述现有类别。


7.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
确定所述新特征阵列是否在所述状态空间内；
响应于所述新特征阵列不被包括在所述状态空间中，基于所述新特征阵列对所述状态空间重新标准化；
基于经重新标准化的所述状态空间，修改两个现有类别的表示；
确定所述两个现有类别是否满足吸收标准；以及
响应于所述吸收标准被满足，合并所述两个现有类别。


8.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
响应于所述现有类别内特征出现次数的数目低于阈值，移除所述现有类别。


9.根据权利要求1所述的设备，其中所述惯性传感器包括加速度计或陀螺仪中的至少一个。


10.根据权利要求1所述的设备，其中所述处理电路装置在操作中：
确定所述现有类别和所述新类别是否满足吸收标准；以及
响应于所述吸收标准被满足，合并所述现有类别和所述新类别。


11.根据权利要求1所述的设备，其中所述新特征阵列包括与时间窗口内的所述惯性传感器数据相关联的峰峰值和标准偏差值。


12.根据权利要求1所述的设备，其中所述新类别的区域由至少一个预先确定值限定。


13.根据权利要求1所述的设备，其中所述现有类别的区域基于与所述现有类别相关联的至少一个高斯分布而被动态地调整。


14.一种系统，包括：
加速度计，所述加速度计在操作中生成加速度数据；以及
一个或多个处理器，所述一个或多个处理器在操作中执行计算机指令以：
根据所述加速度数据确定新特征值；
确定所述新特征值是否在与所述加速度数据相关联的状态空间内；
响应于所述新特征值被包括在所述状态空间中，确定所述新特征值是否在所述状态空间内的现有类别内；

【专利技术属性】
技术研发人员：A·赞卡纳托，S·P·里沃尔塔，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT