專利名稱：一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及北斗定位及健康監(jiān)護(hù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
根據(jù)2010年第六次全國(guó)人口普查主要數(shù)據(jù)公報(bào)，我國(guó)60歲及以上人口已達(dá)I. 78億，占總?cè)丝跀?shù)量的13. 26%，比2000年人口普查上升2. 93個(gè)百分點(diǎn)，其中65歲及以上人口約為I. 19億，占總?cè)丝跀?shù)量的8. 87%，比2000年人口普查上升I. 91個(gè)百分點(diǎn)。數(shù)據(jù)表明，近十年來(lái)中國(guó)老齡化進(jìn)程逐步加快。與此同時(shí)，家庭“空巢化”和老年人失能狀況越來(lái)越嚴(yán)重。我國(guó)城鄉(xiāng)空巢家庭超過(guò)50%，部分大中城市達(dá)到70% ;2010年末全國(guó)城鄉(xiāng)部分失能和完全失能老年人約3300萬(wàn)。老齡化、空巢化、失能三大問(wèn)題，使得社會(huì)發(fā)展過(guò)程中的老年人健康問(wèn)題越來(lái)越突出。目前，我國(guó)醫(yī)療基礎(chǔ)設(shè)施還不完善，醫(yī)療資源相對(duì)匱乏。依靠先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)大力發(fā)展面向老年人的醫(yī)療健康服務(wù)，提高老年人日常監(jiān)護(hù)的水平和獨(dú)立生活能力，已經(jīng)成為十分迫切的社會(huì)需求。另一方面，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，是中國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性有源三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，是除美國(guó)的GPS(GlobalPositioning System)、俄羅斯的GLONASS(GlobalNavigation SatelliteSystem)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。該系統(tǒng)由三顆(兩顆工作衛(wèi)星、一顆備用衛(wèi)星)北斗定位衛(wèi)星(北斗一號(hào))、地面控制中心為主的地面部份、北斗用戶終端三部分組成，可在全球范圍內(nèi)全天候、全天時(shí)為各類用戶提供高精度、高可靠的定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并兼具短報(bào)文通信能力。截止2012年5月在軌衛(wèi)星12顆，已經(jīng)初步具備區(qū)域?qū)Ш?、定位和授時(shí)能力。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將在2020年形成全球覆蓋能力。目前其定位精度優(yōu)于20m,授時(shí)精度優(yōu)于100ns。目前關(guān)于老人的健康監(jiān)護(hù)，已有一些遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)和安全管理系統(tǒng)。例如申請(qǐng)?zhí)枮?KR2010005494-A ;KR980426_B1,名稱為《Remote elder person monitoring system,has control center serviceapparatus providing emergency call corresponding toemergencyannouncement of appointment about event triggered according tojudgmentof analysis of person》,提出了一個(gè)老人健康遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng),可用于檢測(cè)老人的健康狀況，活躍狀態(tài)及周圍環(huán)境的狀態(tài)。利用有線或無(wú)線的方式將監(jiān)控信息傳輸?shù)竭h(yuǎn)程管理中心，根據(jù)對(duì)觀察對(duì)象狀態(tài)的綜合分析，在出現(xiàn)緊急情況時(shí)進(jìn)行報(bào)警等相關(guān)處理。但是，該專利系統(tǒng)主要針對(duì)家庭等固定環(huán)境，反應(yīng)的是老人在家庭內(nèi)部的活躍狀態(tài)，而本專利旨在分析老人在多個(gè)不同位置(家、超市、醫(yī)院、電影院等)之間的遷移，綜合評(píng)估其(社會(huì))活躍程度。又例如申請(qǐng)?zhí)枮镵R2009085460-A,名稱為《System for safetymanagement ofperson e.g. solitary elder using power communicationline, transmitting urgencycorrespondence about person when abnormaloccurrence in person activity isdetermined)),提出了一種用電力線路來(lái)對(duì)殘疾人或獨(dú)居老人進(jìn)行安全管理的系統(tǒng)。該系統(tǒng)對(duì)用戶的電力使用模式和接收到的電力使用數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，判斷用戶是否可能出現(xiàn)異常行為，如長(zhǎng)時(shí)間用電負(fù)載過(guò)低或過(guò)高。當(dāng)發(fā)現(xiàn)有異常行為發(fā)生且沒有應(yīng)答時(shí)，將從數(shù)據(jù)庫(kù)中提取用戶的位置信息，并將其發(fā)送給特定的應(yīng)急救援人員，以便及時(shí)對(duì)用戶進(jìn)行救助。但是，該專利系統(tǒng)也是主要針對(duì)家庭等環(huán)境，其位置信息主要用于應(yīng)急救援人員方便找到用戶，但該專利并沒有從位置數(shù)據(jù)中分析出用戶日常生活的活躍度。本專利的核心在于提取用戶日常訪問(wèn)的位置，并根據(jù)對(duì)位置的訪問(wèn)特點(diǎn)分析其(社會(huì))活躍度。綜上所述，通過(guò)獲取老人日常生活的位置及軌跡信息來(lái)分析老人活躍度水平狀況，迫切需要一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)對(duì)老人生活活躍度進(jìn)行準(zhǔn)確評(píng)估，進(jìn)而對(duì)老人日常的身體健康狀況進(jìn)行有效的監(jiān)護(hù)與分析。
本發(fā)明所采用的技術(shù)思路是以北斗定位終端作為數(shù)據(jù)采集設(shè)備，提取老人日常生活中各類停留位置及移動(dòng)軌跡信息，分析獲得老人長(zhǎng)時(shí)間生活的活躍度水平，以此推斷老人自身健康狀況，進(jìn)而智能、全面地提高老人健康監(jiān)護(hù)的水平。從位置的停留時(shí)間和位置間的移動(dòng)距離兩方面考慮，基于時(shí)間和空間兩方面的約束進(jìn)行停留點(diǎn)提取，再通過(guò)對(duì)停留點(diǎn)進(jìn)行基于密度的聚類，建立老人生活活躍度計(jì)算模型，從而實(shí)現(xiàn)老人健康狀況的準(zhǔn)確評(píng)估與分析。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)，其特征在于，包括四個(gè)功能模塊，即停留點(diǎn)檢測(cè)模塊、重要位置提取模塊、活躍度模型建立模塊和活躍狀態(tài)評(píng)估模塊 I)停留點(diǎn)檢測(cè)模塊，通過(guò)北斗定位終端獲取老人日?；顒?dòng)軌跡中的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度坐標(biāo)Loc(x, y)和對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)簽(Time),其中X為北斗定位點(diǎn)的經(jīng)度Longitude, y為北斗定位點(diǎn)的緯度Latitude，因?yàn)閱蝹€(gè)點(diǎn)不足以表明老人日?；顒?dòng)的停留位置，所以對(duì)活動(dòng)軌跡上的一系列定位點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間和空間約束上的檢測(cè)，找出老人活動(dòng)軌跡中顯著停留的停留點(diǎn)，再對(duì)組成每個(gè)停留點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)定位點(diǎn)進(jìn)行求均值，以表示某個(gè)停留點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)；2)重要位置提取模塊，由于老人經(jīng)常顯著訪問(wèn)的多個(gè)停留點(diǎn)實(shí)際上就是某個(gè)語(yǔ)義位置(如家、公園、超市等)，所以對(duì)停留點(diǎn)檢測(cè)模塊檢測(cè)出來(lái)的老人日?；顒?dòng)軌跡中的停留點(diǎn)進(jìn)行基于密度的聚類，當(dāng)某類語(yǔ)義位置(如家、公園、超市等)包含多個(gè)停留點(diǎn)時(shí)，此類語(yǔ)義位置即為提取的老人重要位置之一，分析老人長(zhǎng)期生活的日常活動(dòng)軌跡后，即找出老人日常活動(dòng)的多個(gè)訪問(wèn)頻率高、停留時(shí)間長(zhǎng)的重要位置；3)活躍度模型建立模塊，從重要位置提取模塊中獲取老人日?；顒?dòng)的重要位置和停留重要位置的時(shí)間，對(duì)于每個(gè)重要位置中的停留點(diǎn)，針對(duì)每個(gè)停留點(diǎn)的停留時(shí)間，并與進(jìn)入每個(gè)停留點(diǎn)的所有停留點(diǎn)之間的距離，建立活躍度與停留點(diǎn)間距和停留點(diǎn)訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)的活躍度模型；4)活躍狀態(tài)評(píng)估模塊，通過(guò)活躍度模型，觀察老人長(zhǎng)期生活活動(dòng)軌跡的活躍狀況，計(jì)算每個(gè)年齡階段的活躍度數(shù)據(jù)，獲得老人年齡與活躍度關(guān)系的非線性函數(shù)曲線，由此進(jìn)行老人生活活躍狀態(tài)的評(píng)估。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于I)融合時(shí)空約束的重要位置提取技術(shù)融合時(shí)空約束的重要位置提取技術(shù)利用獲取老人長(zhǎng)期的日?；顒?dòng)軌跡，通過(guò)北斗定位終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，在時(shí)間和空間兩方面的約束下，使得在老人長(zhǎng)期的日常生活中，提取出訪問(wèn)頻率高、停留時(shí)間長(zhǎng)的重要位置，滿足評(píng)估與分析老人生活活躍度的需求。2)基于軌跡序列分析的活躍度計(jì)算方法通過(guò)北斗定位終端設(shè)備的數(shù)據(jù)采集，提取并分析老人日?；顒?dòng)軌跡序列，從重要位置的停留時(shí)間和位置間的空間距離進(jìn)行綜合考慮，建立活躍度的數(shù)學(xué)計(jì)算模型，從而可實(shí)現(xiàn)整體的老人生活活躍度評(píng)估的建模。3)基于非線性回歸分析的用戶活躍狀態(tài)評(píng)估技術(shù)通過(guò)建立的老人生活活躍度評(píng)估模型，并由評(píng)估得到老人在不同年齡階段的活躍度值，獲得年齡與活躍度關(guān)系的非線性回歸曲線，實(shí)現(xiàn)老人的正?；钴S狀態(tài)的評(píng)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)老人健康狀況的準(zhǔn)確評(píng)估與分析。


圖I是本發(fā)明的系統(tǒng)功能模塊；圖2是本發(fā)明的一條北斗定位軌跡圖；圖3是本發(fā)明的停留點(diǎn)檢測(cè)與表示示意圖；圖4是本發(fā)明的密度聚類算法示意圖；圖5是本發(fā)明的重要位置提取示意圖；圖6是本發(fā)明的重要位置活動(dòng)軌跡圖；圖7是本發(fā)明的正常生活狀態(tài)下年齡與活躍度的關(guān)系曲線。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明以北斗定位終端設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，通過(guò)分析老人長(zhǎng)期的日常生活軌跡，從時(shí)間和空間兩方面進(jìn)行綜合考慮，提取日常生活軌跡的重要位置，建立老人生活活躍度的評(píng)測(cè)模型，最后基于非線性回歸分析評(píng)估老人的正?；钴S狀態(tài)，從而完成模型對(duì)老人健康狀況的準(zhǔn)確評(píng)估與分析。如圖I所示，本發(fā)明的方法及系統(tǒng)主要包括四個(gè)功能模塊，即停留點(diǎn)檢測(cè)模塊、重要位置提取模塊、活躍度模型建立模塊和活躍狀態(tài)評(píng)估模塊。I)停留點(diǎn)檢測(cè)模塊老人的日常生活中的活動(dòng)軌跡由北斗定位終端進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，如圖2所示，每一條北斗定位軌跡由若干個(gè)定位點(diǎn)組成，每個(gè)定位點(diǎn)(Point)數(shù)據(jù)包括此點(diǎn)地理位置信息的經(jīng)度(Longitude)、諱度(Latitude)和時(shí)間標(biāo)簽(Time)。老人在一段時(shí)間內(nèi)的活動(dòng)可記錄為這樣一條移動(dòng)軌跡,如圖3所示,在這條移動(dòng)軌跡中，老人在一定范圍內(nèi)訪問(wèn)了某些顯著停留的地方，比如圖3的停留點(diǎn)Si,這些停留點(diǎn)(Stay Point)表示老人在某個(gè)區(qū)域內(nèi)停留的時(shí)間超過(guò)了一定的時(shí)間范圍，并且某個(gè)停留點(diǎn)是由一組如圖3的p3、p4、p5多個(gè)定位點(diǎn)組成的?？紤]時(shí)間和空間兩個(gè)方面的約束，對(duì)于一組定位點(diǎn){Pi，pi+1，…，PjI(I彡i η)，一個(gè)停留點(diǎn)由如下的公式(I)和(2)進(jìn)行檢測(cè)。Distance(Pi-Pj) Dconst (I)
其中，D_st為空間約束值，Distance(Pi-Pj)為Pi和Pj兩點(diǎn)的空間距離。Time(Pi-Pj) ^ Tconst (2)其中，Tconst為時(shí)間約束值，Time (ρ「ρ」)為Pi和Pj兩點(diǎn)的時(shí)間差。當(dāng)一段移動(dòng)軌跡中的某個(gè)停留 點(diǎn)S = (lo, la, Beg_Time, End_Time)被檢測(cè)出來(lái)后，由如下的公式(3)和(4)進(jìn)行其地理位置信息的經(jīng)緯度表示
權(quán)利要求
1.一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)，其特征在于，包括四個(gè)功能模塊，即停留點(diǎn)檢測(cè)模塊、重要位置提取模塊、活躍度模型建立模塊和活躍狀態(tài)評(píng)估模塊 1)停留點(diǎn)檢測(cè)模塊，通過(guò)北斗定位終端獲取老人日?；顒?dòng)軌跡中的實(shí)時(shí)經(jīng)緯度坐標(biāo)Loc (X, y)和對(duì)應(yīng)的時(shí)間標(biāo)簽(Time),其中x為北斗定位點(diǎn)的經(jīng)度Longitude, y為北斗定位點(diǎn)的緯度Latitude ;并對(duì)活動(dòng)軌跡上的一系列定位點(diǎn)進(jìn)行時(shí)間和空間約束上的檢測(cè)，找出老人活動(dòng)軌跡中顯著停留的停留點(diǎn)，再對(duì)組成每個(gè)停留點(diǎn)的一個(gè)或多個(gè)定位點(diǎn)進(jìn)行求均值，以表示某個(gè)停留點(diǎn)的經(jīng)緯度坐標(biāo)； 2)重要位置提取模塊，對(duì)停留點(diǎn)檢測(cè)模塊檢測(cè)出來(lái)的老人日常活動(dòng)軌跡中的停留點(diǎn)進(jìn)行基于密度的聚類，當(dāng)某類語(yǔ)義位置包含多個(gè)停留點(diǎn)時(shí)，此類語(yǔ)義位置即為提取的老人重要位置之一，以此分析老人長(zhǎng)期生活的日?；顒?dòng)軌跡后，即找出老人日?；顒?dòng)的多個(gè)訪問(wèn)頻率高、停留時(shí)間長(zhǎng)的重要位置； 3)活躍度模型建立模塊，從重要位置提取模塊中獲取老人日?；顒?dòng)的重要位置和停留重要位置的時(shí)間，對(duì)于每個(gè)重要位置中的停留點(diǎn)，針對(duì)每個(gè)停留點(diǎn)的停留時(shí)間，并與進(jìn)入每個(gè)停留點(diǎn)的所有停留點(diǎn)之間的距離，建立活躍度與停留點(diǎn)間距和停留點(diǎn)訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)的活躍度模型； 4)活躍狀態(tài)評(píng)估模塊，通過(guò)活躍度模型，觀察老人長(zhǎng)期生活活動(dòng)軌跡的活躍狀況，計(jì)算每個(gè)年齡階段的活躍度數(shù)據(jù)，獲得老人年齡與活躍度關(guān)系的非線性函數(shù)曲線，由此進(jìn)行老人生活活躍狀態(tài)的評(píng)估。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種基于北斗定位終端的老人活躍度數(shù)據(jù)感知系統(tǒng)，其特征在于，包括四個(gè)功能模塊，即停留點(diǎn)檢測(cè)模塊、重要位置提取模塊、活躍度模型建立模塊和活躍狀態(tài)評(píng)估模塊。本發(fā)明通過(guò)建立的老人生活活躍度評(píng)估模型，并由評(píng)估得到老人在不同年齡階段的活躍度值，獲得年齡與活躍度關(guān)系的非線性回歸曲線，實(shí)現(xiàn)老人的正常活躍狀態(tài)的評(píng)測(cè)，從而實(shí)現(xiàn)老人健康狀況的準(zhǔn)確評(píng)估與分析。
文檔編號(hào)G01S19/42GK102879791SQ201210382269
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年10月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年10月9日
發(fā)明者張榮學(xué), 陳益強(qiáng), 王雙全, 黃俊金 申請(qǐng)人:潮州市創(chuàng)佳電子有限公司, 中國(guó)科學(xué)院計(jì)算技術(shù)研究所