基于三轴加速度计和陀螺仪的校园暴力检测方法技术

基于三轴加速度计和陀螺仪的校园暴力检测方法，涉及模式识别和动作识别领域。它是为了适应对校园暴力行为进行检测的需求。在校园内的每个人体身上佩戴一个三轴加速度计和一个陀螺仪；在一个周期下，对于每个人体，均由以下步骤实现：首先先判断人体动作是否为“倒下”；如果是，则进一步判断人体动作是否为“推倒”；如果否，则判断人体动作是否为“殴打/推搡”。然后根据判断出的结果对应该确定是否发生霸凌现象。本发明专利技术能够有效的检测出3种身体暴力行为，并与4种日常生活动作区分开。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】，涉及模式识别和动作识别领域。它是为了适应对校园暴力行为进行检测的需求。在校园内的每个人体身上佩戴一个三轴加速度计和一个陀螺仪；在一个周期下，对于每个人体，均由以下步骤实现：首先先判断人体动作是否为“倒下”；如果是，则进一步判断人体动作是否为“推倒”；如果否，则判断人体动作是否为“殴打/推搡”。然后根据判断出的结果对应该确定是否发生霸凌现象。本专利技术能够有效的检测出3种身体暴力行为，并与4种日常生活动作区分开。【专利说明】
本专利技术涉及模式识别和动作识别领域。
技术介绍
校园霸凌是一种常见的社会现象，多发生在青少年群体中。校园霸凌被认为是导 致青少年抑郁、辍学甚至自杀的一个重要因素。校园霸凌的形式包括：身体暴力、言语欺凌、 毁坏个人财务等，其中身体暴力对青少年的伤害最为严重，伤害青少年的身心健康。 而目前，还无法对校园暴力行为进行检测。
技术实现思路
本专利技术是为了适应对校园暴力行为进行检测的需求，从而提供一种基于三轴加速 度计和陀螺仪的校园暴力检测方法。 ， 在校园内的每个人体身上佩戴一个三轴加速度计和一个陀螺仪；在一个周期下， 对于每个人体的检测，均由以下步骤实现： 步骤一、判断人体动作是否为"倒下"；如果判断结果为是，则执行步骤一一；如果 判断结果为否，则执行步骤一二； 所述判断人体动作为"倒下"的方法是： 步骤A、采用三轴加速度计检测人体的两个水平轴向分量，并根据三轴加速度计的 两个水平轴向分量计算出水平合向量Acctoi ; 步骤A2、采用二阶巴特沃斯滤波器滤除水平合向量Acctoi中由于动作抖动产生的 高频分量，并找出此一个周期内的最大峰值PeakA。。； 步骤A3、若最大此峰值PeakA。。大于预设的门限Thd_，同时在最大此峰值Peakikc^A 前一个时间段[tbefs，tbefJ内，加速度垂直分量AccVert(t)的平均值： 【权利要求】1.，其特征是： 在校园内的每个人体身上佩戴一个三轴加速度计和一个陀螺仪；在一个周期下，对于 每个人体的检测，均由以下步骤实现： 步骤一、判断人体动作是否为"倒下";如果判断结果为是，则执行步骤一一；如果判断 结果为否，则执行步骤一二； 所述判断人体动作为"倒下"的方法是： 步骤A、采用三轴加速度计检测人体的两个水平轴向分量，并根据三轴加速度计的两个 水平轴向分量计算出水平合向量AccHOTi ; 步骤A2、采用二阶巴特沃斯滤波器滤除水平合向量AccHOTi中由于动作抖动产生的高频 分量，并找出此一个周期内的最大峰值PeakA。。； 步骤A3、若最大此峰值PeakA。。大于预设的门限Thd_，同时在最大此峰值Peak A。。的前 一个时间段 内对加速度水平合向量AccHOTi和陀螺仪水平合向量 GyroHOTi进行积分： I?{Acfcl)=--^ M(GwouJ=--?\ |Gf%*W| 步骤C2、若加速度水平合向量AccHOTi积分彡门限ThA。。水￥，且Gyr 〇HOTi积分彡门限Thm。， 则执行步骤C3 ;否则，则识别结果为"非殴打/推搡"，结束人体动作识别； 步骤C3、采用三轴加速度计采集一个时间周期下的加速度垂直分量，并计算均值： J Mean(ic%rt)=--- [ 柄 htM _ jintk ir.\' -, ·ν,-： 步骤C4、判断步骤C3获得的均值是否大于0. 7g，如果判断结果为是，则识别结果为"殴 打/推搡";如果判断结果为否，则识别结果为"非殴打/推搡"，结束人体动做识别； 步骤二、出现霸凌，完成该周期下的校园暴力检测； 步骤三、未出现霸凌，完成该周期下的校园暴力检测。2. 根据权利要求1所述的，其特征在 于每个周期的时长为8秒。3. 根据权利要求1所述的，其特征在 于在校园内的每个人体身上佩戴的三轴加速度计和陀螺仪均内置在一个智能手机中。【文档编号】G06Q50/20GK104238769SQ201410452889【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月5日 优先权日:2014年9月5日 【专利技术者】叶亮, 李月, 李卓明, 吴少川, 石硕, 沙学军, 刘鑫 申请人:哈尔滨工业大学本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于三轴加速度计和陀螺仪的校园暴力检测方法，其特征是：在校园内的每个人体身上佩戴一个三轴加速度计和一个陀螺仪；在一个周期下，对于每个人体的检测，均由以下步骤实现：步骤一、判断人体动作是否为“倒下”；如果判断结果为是，则执行步骤一一；如果判断结果为否，则执行步骤一二；所述判断人体动作为“倒下”的方法是：步骤A、采用三轴加速度计检测人体的两个水平轴向分量，并根据三轴加速度计的两个水平轴向分量计算出水平合向量AccHori；步骤A2、采用二阶巴特沃斯滤波器滤除水平合向量AccHori中由于动作抖动产生的高频分量，并找出此一个周期内的最大峰值PeakAcc；步骤A3、若最大此峰值PeakAcc大于预设的门限Thdown，同时在最大此峰值PeakAcc的前一个时间段[tbef_s，tbef_e]内，加速度垂直分量AccVert(t)的平均值：1tbef_e-tbef_s|Σt∈[tbef_s,tbef_e]AccVert(t)|>0.7g]]>g是重力加速度；且在此峰值后的一个时间段[taft_s，taft_e]内，1taft_e-taft_s|Σt&Element;[taft_s,taft_e]AccVert(t)|<0.5g]]>则人体动作识别结果为“倒下”；步骤一一、判断人体动作是否为“推倒”；如果判断结果为是，则执行步骤二；如果判断结果为“否”，则执行步骤三；所述判断人体动作为“推倒”的方法是：步骤B1、对人体倒地瞬间的三轴加速度和陀螺仪的水平合向量进行积分运算，加速度水平合向量AccHori沿时间轴的积分：Σt∈[tfall_s,tfall_e]|AccHori(t)|]]>式中：[tfall_s，tfall_e]是人体着地瞬间的最佳积分区间；以及：陀螺仪水平合向量GyroHori沿时间轴的积分：Σt∈[tfall_s,tfall_e]|GyroHori(t)|]]>步骤B2、若陀螺仪水平合向量GyroHori沿时间轴的积分大于预设的门限Thgyro，且陀螺仪水平合向量GyroHori的峰值大于预设的门限ThPeak，则判定人体动作为“推倒”；步骤一二、判断人体动作是否为“殴打/推搡”；如果判断结果为是，则执行步骤二；如果判断结果为“否”，则执行步骤三；所述人体动作识别结果为“殴打/推搡”的方法是：步骤C1、采用二阶巴特沃斯滤波器滤除水平合向量AccHori中由于动作抖动产生的高频分量，获得的平滑曲线，并找到大于门限Thpeak的第一个峰值tfirst_peak的位置和最后一个峰值tlast_peak的位置；然后在区间[tfirst_peak，tlast_peak]内对加速度水平合向量AccHori和陀螺仪水平合向量GyroHori进行积分：Int(AccHori)=1tlast_peak-tfirst_peakΣt∈[tfirst_peak,tlast_peak]|AccHori(t)|]]>Int(GyroHori)=1tlast_peak-tfirst_peakΣt∈[tfirst_peak,tlast_peak]|GyroHori(t)|]]>步骤C2、若加速度水平合向量AccHori积分≥门限ThAcc水平，且GyroHori积分≥门限Thgyro，则执行步骤C3；否则，则识别结果为“非殴打/推搡”，结束人体动作识别；步骤C3、采用三轴加速度计采集一个时间周期下的加速度垂直分量，并计算均值：Mean(AccVert)=1tlast_peak-tfirst_peak|Σt∈[tfirst_peak,tlast_peak]AccVert(t)|]]>步骤C4、判断步骤C3获得的均值是否大于0.7g，如果判断结果为是，则识别结果为“殴打/推搡”；如果判断结果为否，则识别结果为“非殴打/推搡”，结束人体动做识别；步骤二、出现霸凌，完成该周期下的校园暴力检测；步骤三、未出现霸凌，完成该周期下的校园暴力检测。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：叶亮，李月，李卓明，吴少川，石硕，沙学军，刘鑫，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江;23