数据采集系统以及方法技术方案

本发明专利技术提供了一种数据采集系统以及方法。本发明专利技术的数据采集系统具备侧装式雷达，其采集所述利用者的位置；顶装式雷达，其采集检测范围内的多普勒谱以及点云，并从所述点云中获取属于人体部分的点云，进而生成外包属于人体部分的点云的外包络椭球，将所述多普勒谱、属于人体部分的点云的点的个数、以及所述外包络椭球的信息作为检测信息而输出；以及处理中心，其根据时间信息以及从所述侧装式雷达获取到的所述利用者的位置生成所述利用者的行动轨迹，根据从所述顶装式雷达获取到的所述检测信息对所述利用者的行为进行识别，生成行为识别结果，进而与所述时间信息相对应地将所述行动轨迹与所述行为识别结果整合为综合行为数据。轨迹与所述行为识别结果整合为综合行为数据。轨迹与所述行为识别结果整合为综合行为数据。

【技术实现步骤摘要】
数据采集系统以及方法


[0001]本专利技术涉及一种数据采集系统以及数据采集方法。

技术介绍

[0002]随着老龄化社会的到来，对独居老人健康状况的监控和分析的需求越来越大，特别是老人的日常行为、活动习惯等与其健康状态息息相关，例如，非专利文献1(Research Progress of Factors that Influence Longevity【Communication on Contemporary Anthropology,2011,5,63
‑
69】)的研究阐释了老年人的作息、运动等生活习惯影响其身体健康。因此需要对老人的日常行为、活动轨迹等数据进行采集。
[0003]为了通过自动化的手段得到老年人的生活习惯信息，需要使用传感器实时地采集老人的行为、活动数据。在现有技术中，已经存在使用传感器采集人体行为数据的方法。非专利文献2(Mobile devices to monitor physical activity and health data【CISTI,Lisbon,2017,pp.1
‑
4】)公开了使用可穿戴设备采集老人的身体数据，专利文献3(US20080152192A1)公开了使用摄像头对人体的行为进行识别和监控，非专利文献4(基于空间聚类的FMCW雷达双人行为识别方法【福州大学学报(自然科学版)】)提出了一种利用毫米波雷达检测到的点云对人体行为进行简单识别的方法，非专利文献5(Real
‑
Time Human Motion Behavior Detection via CNN Using mmWave Radar【IEEE Sensors Letters】)提出了一种利用毫米波雷达的多普勒谱对人体行为进行简单分类的方法。

技术实现思路

[0004]专利技术要解决的问题
[0005]然而，在非专利文献1中仅阐释了老年人的作息、运动等生活习惯影响其身体健康。非专利文献2公开了基于穿戴设备和手机采集老人的身体数据，但是手机软件操作复杂，穿戴设备也会给老人带来不便。专利文献3使用摄像头对人体的行为进行识别，无法得到老人的位置以及时间信息，而且监视摄像头会给老人带来心理上的不适。非专利文献4、非专利文献5仅提出了基于毫米波雷达的动作识别算法，在行为检测方面由于没有考虑时间尺度的影响，检测准确度低。
[0006]另外，在工厂的车间、写字楼等建筑物中也需要对利用者人的日常行为、活动轨迹等数据进行采集，以便与利用者的位置、行为等相应地控制照明等设施。
[0007]因此，本专利技术的目的在于提供一种数据采集系统以及方法，能够在完全不影响利用者的情况下，收集利用者的行动轨迹、识别集利用者的行为。
[0008]解决问题的技术手段
[0009]为了实现上述目的，本专利技术的一实施方式为一种数据采集系统，其对建筑物中的利用者的综合行为数据进行采集，所述数据采集系统的特征在于，具备：侧装式雷达，其安装于所述建筑物的房间内的墙壁，采集所述利用者的位置；顶装式雷达，其安装在所述房间的顶部，采集检测范围内的多普勒谱以及点云，并从所述点云中获取属于人体部分的点云，
进而生成外包属于人体部分的点云的外包络椭球，将所述多普勒谱、属于人体部分的点云的点的个数、以及所述外包络椭球的信息作为检测信息而输出；以及处理中心，其根据时间信息以及从所述侧装式雷达获取到的所述利用者的位置生成所述利用者的行动轨迹，根据从所述顶装式雷达获取到的所述检测信息对所述利用者的行为进行识别，生成行为识别结果，进而与所述时间信息相对应地将所述行动轨迹与所述行为识别结果整合为所述综合行为数据。
[0010]另外，本专利技术的另一实施方式为一种数据采集方法，其对建筑物中的利用者的综合行为数据进行采集，所述数据采集方法的特征在于，具备以下步骤：通过安装于所述建筑物的房间内的墙壁的侧装式雷达采集所述利用者的位置；处理中心根据时间信息以及从所述侧装式雷达获取到的所述利用者的位置生成所述利用者的行动轨迹，并根据所述行动轨迹以及预先存储在所述处理中心的安装在所述房间的顶部的顶装式雷达的安装位置信息以及检测张角，判断所述利用者是否进入某一个所述顶装式雷达的检测范围；在所述利用者进入某一个所述顶装式雷达的检测范围时，所述处理中心使该顶装式雷达开始工作；所述顶装雷达在开始工作时，采集检测范围内的多普勒谱以及点云，并从所述点云中获取属于人体部分的点云，进而生成外包属于人体部分的点云的外包络椭球，将所述多普勒谱、属于人体部分的点云的点的个数、以及所述外包络椭球的信息作为检测信息而输出至所述处理中心；以及所述处理中心根据从所述顶装式雷达获取到的所述检测信息对所述利用者的行为进行识别，生成行为识别结果，进而与所述时间信息相对应地将所述行动轨迹与所述行为识别结果整合为所述综合行为数据。
[0011]专利技术的效果
[0012]本专利技术采用雷达收集利用者的位置、行为数据。雷达具有一定的材料穿透性，可以安装在房间中肉眼不可见的区域，既不会像穿戴设备那样给利用者带来不便，也不会像摄像头一样给利用者带来心理负担。并且，本专利技术采用侧装式雷达与顶装式雷达两种雷达结合的方式，改善了单一种类雷达因为采集数据不充分，导致检测结果劣化的现象，能够实现同时从宏观、微观两个尺度采集利用者的行为数据，采集的数据准确度高。
附图说明
[0013]图1为本专利技术的数据采集系统的整体构成框图。
[0014]图2为本专利技术的侧装式雷达的安装示意图。
[0015]图3为本专利技术的多个侧装式雷达安装在建筑物内的示意图。
[0016]图4为本专利技术的侧装式雷达的安装俯视图。
[0017]图5为本专利技术的侧装式雷达的安装侧视图。
[0018]图6为本专利技术的顶装式雷达的安装示意图。
[0019]图7为本专利技术的顶装式雷达生成的外包属于人体的点云的外包络椭球的示意图。
[0020]图8为本专利技术中的扩展LSTM神经网络处理流程的示意图。
[0021]图9为本专利技术的数据采集方法的流程图。
具体实施方式
[0022]以下由特定的具体实施例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书
所揭示的内容轻易地了解本专利技术的其他优点及功效。虽然本专利技术的描述将结合较佳实施例一起介绍，但这并不代表本专利技术的特征仅限于该实施方式。恰恰相反，结合实施方式作本专利技术介绍的目的是为了覆盖基于本专利技术的权利要求而有可能延伸出的其它选择或改造。为了提供对本专利技术的深度了解，以下描述中将包含许多具体的细节。本专利技术也可以不使用这些细节实施。此外，为了避免混乱或模糊本专利技术的重点，有些具体细节将在描述中被省略。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0023]图1为本专利技术的数据采集系统的整体构成框图。
[0024]如图1所示，本专利技术的数据采集系统具备多个侧装式雷达、多个顶装式雷达、以及处理中心。顶装式雷达采集利用者的位置信息，侧装式雷达采集本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数据采集系统，其对建筑物中的利用者的综合行为数据进行采集，所述数据采集系统的特征在于，具备：侧装式雷达，其安装于所述建筑物的房间内的墙壁，采集所述利用者的位置；顶装式雷达，其安装在所述房间的顶部，采集检测范围内的多普勒谱以及点云，并从所述点云中获取属于人体部分的点云，进而生成外包属于人体部分的点云的外包络椭球，将所述多普勒谱、属于人体部分的点云的点的个数、以及所述外包络椭球的信息作为检测信息而输出；以及处理中心，其根据时间信息以及从所述侧装式雷达获取到的所述利用者的位置生成所述利用者的行动轨迹，根据从所述顶装式雷达获取到的所述检测信息对所述利用者的行为进行识别，生成行为识别结果，进而与所述时间信息相对应地将所述行动轨迹与所述行为识别结果整合为所述综合行为数据。2.如权利要求1所述的数据采集系统，其特征在于，所述侧装式雷达采集所述利用者相对于所述侧装式雷达的相对位置信息，所述处理中心存储有所述侧装式雷达的安装位置信息，所述处理中心根据所述侧装式雷达的安装位置信息以及所述相对位置信息，算出所述利用者在所述建筑物中的绝对位置信息，并基于时间信息以及所述绝对位置信息生成所述利用者的行动轨迹。3.如权利要求2所述的数据采集系统，其特征在于，所述相对位置信息为所述利用者在以所述侧装式雷达中的某一点为原点的三维直角坐标系中的位置坐标信息，所述侧装式雷达的安装位置信息包括所述侧装式雷达在以所述建筑物的某一点为原点的三维直角坐标系中的安装坐标信息、所述侧装式雷达相对于所述墙壁的水平方向的水平安装倾角、所述侧装式雷达相对于所述墙壁的垂直方向的垂直安装倾角，所述绝对位置信息为所述利用者在以所述建筑物的某一点为原点的三维直角坐标系中的位置坐标信息。4.如权利要求3所述的数据采集系统，其特征在于，所述处理中心通过以下公式算出所述绝对位置信息：其中，R＝R
pitch
R
yaw
，，
为所述绝对位置信息，为所述相对位置信息，mmw_side_n_x、mmw_side_n_y、mmw_side_n_z为所述侧装式雷达的所述安装坐标信息，mmw_side_n_θ为所述侧装式雷达的所述水平安装倾角，为所述侧装式雷达的所述垂直安装倾角。5.如权利要求3所述的数据采集系统，其特征在于，所述处理中心通过以下公式对所述行动轨迹进行平滑滤波：[x
k y
k z
k
]
T
＝[raw_x
k raw_y
k raw_z
k
]
T
*α+[x
k
‑
1 y
k
‑
1 z
k
‑1]
T
*(1
‑
α)，其中，[raw_x
k raw_y
k raw_z
k

【专利技术属性】
技术研发人员：邹子君，于学猛，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：