基于三轴加速度计的人体活动识别研究

来源 :兰州交通大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cyscwbr
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
随着传感器结束的发展和移动设备的普及,手机中的传感器时刻记录着人体的活动数据,对这些数据进行分析能够发现人体活动特征,具有重要的研究意义。人体活动识别研究目前以机器学习为主,传统的机器学习技术在特征提取的过程中依赖于人工进行特征提取,具有一定的局限性,准确率较低。深度学习方法在图像、自然语言处理等领域获得了很好的效果,在活动识别的相关研究较少,如何对人体活动模型结构进行优化以提高准确率是一个需要研究的问题。现阶段手机中的人体活动记录软件很多,但是无法根据人体状态对活动进行自动识别与记录。针对以上问题,本文使用手机中三轴加速度计对人体活动数据进行采集,结合深度学习方法构建并优化人体活动识别模型,使用移动端深度学习框架将模型移植到安卓手机中实现对人体活动的实时识别。本文主要研究内容体现以下几个方面:(1)针对机器学习方法对特征提取具有局限性的问题。本文构建了一种改进的CNN-LSTM模型。使用CNN模型对人体活动数据中的信号特征进行提取,通过最大池化层输入到LSTM模型中提取时序特征,对模型进行多次对比实验对模型的超参数进行选择。使用训练好的模型在WISDM与本文采集的数据集上进行实验并与传统机器学习方法进行比较。实验表明,本文构建的CNN-LSTM模型能够对人体活动数据中的特征进行有效识别,准确率高于传统的机器学习方法。(2)针对CNN-LSTM模型相似动作混淆的问题,进一步提升识别准确率并简化模型结构。使用多数据融合的方式,结合ConvLSTM模型对多种传感器数据中的时空信息进行有效提取。将每种传感器数据使用ConvLSTM模型经过多次对比实验对超参数进行优化,将得到的特征结果进行融合。使用优化后的模型在UCI-HAR与本文数据集进行实验,获得了95%以上的准确率,能够对人体动作进行有效识别。(3)针对手机中应用无法根据人体状态进行实时活动识别问题。本文采用安卓应用开发平台设计开发人体活动识别应用,使用移动设备深度学习框架将模型移植到应用中,从安卓手机中传感器获取数据以实现对人体活动识别。经实验测试,本文设计的人体活动识别应用能够根据人体当前状态进行实时的活动识别。
其他文献
当前,高空间分辨率遥感数据已成为地物目标识别和分类的主要数据源,其处理趋向于计算机自动化、智能化。云作为正常的自然现象,影像获取时难以完全避免,云本体及其阴影的存在影响了成像,遮挡了地物信息,导致部分成像信息丢失,从而对影像匹配、影像镶嵌和地物的识别等产生极大地干扰。高分影像的空间分辨率高,云的影响更为明显,因此,高分影像的应用中云的自动检测一直是数据处理的重要过程。学者们针对遥感影像云检测做了大
遥感影像是人类对地观测的重要成果,它提供了“从空间角度看地球”的全新地学观测视角。目前,遥感影像已被应用于环境、地质、生态等诸多领域,极大支撑了现代地理学及其他相关学科的发展。随着信息共享服务的兴起,遥感影像在互联网环境中被广泛的传播、分发与使用。遥感影像处理软件(如ENVI、ERDAS等)的广泛应用,也使遥感影像经受着被有意或无意修改的可能性。从信息安全的角度出发,如何验证遥感数据在传输与使用的
由于经济、地理、历史等原因甘肃省一直处于欠发达省份,无论是交通发展还是经济发展都严重滞后于东部发达省份。甘肃省作为“一带一路”和“南向通道”的重要节点省份,在新的大环境下迎来了新的机遇和发展。目前甘肃省的公路、铁路存在路网建设密度不足、路网连接不够完善以及区域经济发展不平衡等问题。因此,本文以甘肃省14个地市(州)为研究单元,从时间轴向和交通方式两个轴向,分别研究2007、2012、2019年公路
当前我国正处于经济建设的加速期,运输行业为了适应当前经济新形势以及扩张运输业未来发展之路,对综合运输系统的建设提出了更高的要求。综合运输体系以及现代物流产业的发展,使得综合枢纽逐渐兴起蓬勃,为了满足货物运输市场的需求,将各种运输方式有效结合,扬长避短,节约资源实现可持续发展。我国对综合运输系统提出了新要求,使得对综合货运运输面临着前无仅有的新挑战。加之“一带一路”的深入推进,加快了生产要素在全国区
高速铁路作为当今重要的交通工具,其运行速度快,运输能力强,能够促进世界的经济发展。近年来,高速铁路的发展与建设更加迅速,但其消耗的能源数量十分庞大。据统计,运行时速为250km的CRH3型高速列车每小时的耗电量达到5000度左右。为解决高速列车运行时的能耗较大问题,本文主要做以下研究:(1)针对单质点列车模型在一些坡道变化频繁的线路中计算能耗误差较大的问题,在充分考虑高速列车运行线路复杂的条件下,
多机器人系统是机器人领域的重要方向之一,主要研究多个机器人通过合作方式完成单机器人难以完成任务的方法,如环境地图构建、搜救、巡逻、监控等。其中,多机器人巡逻的核心在于设计合适的算法,使多个机器人在给定的时间间隔内,能够实现对环境的覆盖,从而实现对给定区域的监视与保护。目前,多机器人巡逻算法主要分为集中式和分布式两类。在完成巡逻任务的过程中,这两类算法的主要区别在于集中式算法中每个机器人都具有其他机
校园信息化的实现,可将数据处理系统与基层数据产出端进行对接,分析出不同数据比对下的差异问题,进而为后续校园教育管理工作的开展提供数据支撑。基于此,本文以校园大数据预处理工序为切入点,对学生数据库建设及可视化的实现进行研究。
文章确定了离子交换树脂再生剂的关键性技术指标,从而实现了生产过程中的有效控制,进而保证离子交换树脂再生剂产品的质量安全。
水下仿生机器人作为一种新型的水下航行器,具有推进效率高、噪声低以及对环境扰动小等优点,因此得到了广泛研究。由于机器鱼动力学模型的高度非线性和流体动力学的不确定性,使得关于运动控制问题的研究始终是该领域的核心技术问题。本文以实验室两鳍推进仿生机器鱼为对象,研究在胸尾鳍协同推进模式下,提高机器鱼的运动控制精度,使机器鱼具备应对复杂环境能力的方法,具体内容如下:(1)结合实验数据,建立了二自由度胸鳍/柔
伴随新环境下互联网技术的不断发展,各式各样的网络攻击技术都出现了极大的转变,安全攻防形式出现了显著的转变,详细表现则是攻击日趋多样化、攻击覆盖范围相对较大等。当前所遭遇的挑战重点为下述几点:1)网络安全态势未能实现有效的感知;2)大规模的数据未能实现有效的处置;3)异常行为以及未知威胁未能有效察觉;4)安全管理欠缺标准化的协调机制;5)安全防护的灵活性不足、依靠人工提供支持;6)新的安全应用日趋封