基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统及其方法技术方案

本发明专利技术提供了一种基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统及其方法，本发明专利技术针对因有“人”的介入和参与而在家庭范围内形成的空间人居场景，以及该人居场景呈现的与“人”的状态相关的场景特征，实现对人居场景的全面感知和智能化的特征提取与分析，进而从匹配和适应人居场景特征为出发点，延伸出智慧家庭的各种功能，最终实现智慧家庭系统与“人”的融合一体和自然交互，达到为“人”提供有智能的、自适应的、舒适、友好易用的人居空间的智慧家庭构建目标。标。标。

【技术实现步骤摘要】
基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统及其方法


[0001]本申请涉及智慧家庭物联网领域，特别涉及基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统及其方法。

技术介绍

[0002]智慧家庭系统是在家庭中建立无线物联网制式的通信网络覆盖，并布设家庭智能网关（根据不同的产品形态也称之为智慧家庭中控、智慧家庭盒子、智慧家庭机器人等）以及各种类型的传感器、智能设施（例如智慧家电）等，可以实现家内环境感知、家居环境自动控制、家电远程遥控、安全报警等功能。
[0003]但是，目前的智慧家庭技术仍然比较偏重于各种软硬件平台的搭建、各种智能设备和智慧家电自身功能的开发，传感器的布设集成、家庭环境数据的采集以及各类设备进一步的互联互通等方面，总的来说仍然停留在“物”的层面。
[0004]而家庭是人最重要的居住生活场所，智慧家庭的终极目标是为“人”提供有智能的人居空间。目前，对于因有“人”的介入和参与而在家庭范围内形成的空间人居场景，以及该人居场景呈现的与“人”的状态相关的场景特征，现有的智慧家庭系统仍然缺乏感知、识别、分析的能力和思路，也就无法提供解决方案来匹配适应人居场景的特征，进而达到为“人”提供有智能的、自适应的、舒适、友好易用的人居空间的智慧家庭构建目标。

技术实现思路

[0005]（一）申请目的基于现有技术中存在的以上问题，本专利技术提供了一种基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统及其方法，本专利技术针对因有“人”的介入和参与而在家庭范围内形成的空间人居场景，以及该人居场景呈现的与“人”的状态相关的场景特征，实现对人居场景的全面感知和智能化的特征提取与分析，进而从匹配和适应人居场景特征为出发点，延伸出智慧家庭的各种功能，最终实现智慧家庭系统与“人”的融合一体和自然交互，达到为“人”提供有智能的、自适应的、舒适、友好易用的人居空间的智慧家庭构建目标。
[0006]（二）技术方案本申请公开了基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，包括：人体介入定位模块，用于在智慧家庭范围中定位人体直接介入空间区域；人居场景空间区域模块，根据预期实现的智慧家庭功能类型，在所述人体直接介入空间区域的基础上，延展划定人居场景相关空间区域；人体状态感知模块，用于感知所述人体的实时人体状态信息；空间区域传感模块，根据智慧家庭范围布设的传感设施，感知所述人居场景相关空间区域的实时空间状态信息；人居场景特征提取模块，根据所述实时人体状态信息和实时空间状态信息，基于二者的关联关系进行整合，并进行规整化处理，形成人居场景特征向量；
人居场景特征分析识别模块，根据所述人居场景特征向量，利用神经网络模型对其进行训练，获得与判断窗口累计的人居场景特征向量适应的人居场景特征预测量；智慧家庭功能调控模块，针对预期实现的智慧家庭功能类型，根据所述人居场景特征预测量，采用与该预测量适配的智慧家庭功能调控模式，实现对智慧家庭功能的调控。
[0007]优选的是，所述人体介入定位模块在定位人体实时所在的空间区域后，进一步判断该人体的行为模式，进而定位人体直接介入空间区域；其中，在一个预定长度时间段内持续进行人体的感应和识别，期间该人体实时所在的空间区域保持静止或者空间区域变动幅度小于预设阈值，则人体处于静止或者准静止的行为模式，将人体实时所在的空间区域判断为人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域规律性移动，则将规律性移动的整个途径区域作为所述人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域呈现无规律性移动，则可以预测性地划定区域范围作为所述人体直接介入空间区域。
[0008]优选的是，在确定了所述人体直接介入空间区域的基础上，所述人居场景空间区域模块根据预期实现的智慧家庭功能类型，确定该功能类型的相关传感设施和智能设施，以及所述传感设施和智能设施的有效作用空间区域，进而建立所述人体直接介入空间区域和有效作用空间区域的映射关系，基于该映射关系延伸扩展，形成所述人居场景相关空间区域。
[0009]优选的是，在上述人体直接介入空间区域的基础上，所述人居场景空间区域模块根据上述有效作用空间区域与人体直接介入空间区域的空间重叠、空间联通、空间辐射等空间相对关系以及空间距离，实现二者之间的分区块映射，进而基于该映射关系从人体直接介入空间区域延伸扩展形成所述人居场景相关空间区域。
[0010]优选的是，所述人体状态感知模块感知的实时人体状态信息包括：实时人体生理状态信息、实时人体动作状态信息、实时人体位置状态信息。
[0011]优选的是，所述人居场景特征分析识别模块采用LSTM神经网络模型。根据一个预定时长的判断窗口上历次取样的所述人居场景特征向量，获得LSTM预测模型产生的人居场景特征预测量，该人居场景特征预测量包含了对预测人体所在空间区块的实时人体状态预测和实时空间状态预测。
[0012]本申请提供了一种基于人居场景智能感知分析方法，其特征在于，包括：人体介入定位步骤，用于在智慧家庭范围中定位人体直接介入空间区域；人居场景空间区域步骤，根据预期实现的智慧家庭功能类型，在所述人体直接介入空间区域的基础上，延展划定人居场景相关空间区域；人体状态感知步骤，用于感知所述人体的实时人体状态信息；空间区域传感步骤，根据智慧家庭范围布设的传感设施，感知所述人居场景相关空间区域的实时空间状态信息；人居场景特征提取步骤，根据所述实时人体状态信息和实时空间状态信息，基于二者的关联关系进行整合，并进行规整化处理，形成人居场景特征向量；人居场景特征分析识别步骤，根据所述人居场景特征向量，利用神经网络模型对其进行训练，获得与判断窗口累计的人居场景特征向量适应的人居场景特征预测量；智慧家庭功能调控步骤，针对预期实现的智慧家庭功能类型，根据所述人居场景
特征预测量，采用与该预测量适配的智慧家庭功能调控模式，实现对智慧家庭功能的调控。
[0013]优选的是，所述人体介入定位步骤在定位人体实时所在的空间区域后，进一步判断该人体的行为模式，进而定位人体直接介入空间区域；其中，在一个预定长度时间段内持续进行人体的感应和识别，期间该人体实时所在的空间区域保持静止或者空间区域变动幅度小于预设阈值，则人体处于静止或者准静止的行为模式，将人体实时所在的空间区域判断为人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域规律性移动，则将规律性移动的整个途径区域作为所述人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域呈现无规律性移动，则可以预测性地划定区域范围作为所述人体直接介入空间区域。
[0014]优选的是，在确定了所述人体直接介入空间区域的基础上，所述人居场景空间区域步骤根据预期实现的智慧家庭功能类型，确定该功能类型的相关传感设施和智能设施，以及所述传感设施和智能设施的有效作用空间区域，进而建立所述人体直接介入空间区域和有效作用空间区域的映射关系，基于该映射关系延伸扩展，形成所述人居场景相关空间区域。
[0015]优选的是，在上述人体直接介入空间区域的基础上，所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，包括：人体介入定位模块，用于在智慧家庭范围中定位人体直接介入空间区域；人居场景空间区域模块，根据预期实现的智慧家庭功能类型，在所述人体直接介入空间区域的基础上，延展划定人居场景相关空间区域；人体状态感知模块，用于感知所述人体的实时人体状态信息；空间区域传感模块，根据智慧家庭范围布设的传感设施，感知所述人居场景相关空间区域的实时空间状态信息；人居场景特征提取模块，根据所述实时人体状态信息和实时空间状态信息，基于二者的关联关系进行整合，并进行规整化处理，形成人居场景特征向量；人居场景特征分析识别模块，根据所述人居场景特征向量，利用神经网络模型对其进行训练，获得与判断窗口累计的人居场景特征向量适应的人居场景特征预测量；智慧家庭功能调控模块，针对预期实现的智慧家庭功能类型，根据所述人居场景特征预测量，采用与该预测量适配的智慧家庭功能调控模式，实现对智慧家庭功能的调控。2.根据权利要求1所述的基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，所述人体介入定位模块在定位人体实时所在的空间区域后，进一步判断该人体的行为模式，进而定位人体直接介入空间区域；其中，在一个预定长度时间段内持续进行人体的感应和识别，期间该人体实时所在的空间区域保持静止或者空间区域变动幅度小于预设阈值，则人体处于静止或者准静止的行为模式，将人体实时所在的空间区域判断为人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域规律性移动，则将规律性移动的整个途径区域作为所述人体直接介入空间区域；如果上述预定长度时间段内人体实时所在的空间区域呈现无规律性移动，则可以预测性地划定区域范围作为所述人体直接介入空间区域。3.根据权利要求1所述的基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，在确定了所述人体直接介入空间区域的基础上，所述人居场景空间区域模块根据预期实现的智慧家庭功能类型，确定该功能类型的相关传感设施和智能设施，以及所述传感设施和智能设施的有效作用空间区域，进而建立所述人体直接介入空间区域和有效作用空间区域的映射关系，基于该映射关系延伸扩展，形成所述人居场景相关空间区域。4.根据权利要求3所述的基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，在上述人体直接介入空间区域的基础上，所述人居场景空间区域模块根据上述有效作用空间区域与人体直接介入空间区域的空间重叠、空间联通、空间辐射等空间相对关系以及空间距离，实现二者之间的分区块映射，进而基于该映射关系从人体直接介入空间区域延伸扩展形成所述人居场景相关空间区域。5.根据权利要求1所述的基于人居场景智能感知分析的智慧家庭系统，其特征在于，所述人居场景特征分析识别模块采用LSTM神经网络模型，根据一个预定时长的判断窗口上历次取样的所述人居场景特征向量，获得LSTM预测模型产生的人居场景特征预测量，该人居场景特征预测量包含了对预测人体所在空间区块的实时人体状态预测和实时空间状...

【专利技术属性】
技术研发人员：曲宗峰，焦利敏，李滟，张艳艳，王曦，冯长卿，袁晓曦，杨楠，
申请(专利权)人：中家院北京检测认证有限公司，
类型：发明
国别省市：