基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，所述方法基于嬰兒車對振動、聲音和光強的監(jiān)測實現(xiàn)：所述嬰兒車使用前，利用支持向量機算法訓(xùn)練中心控制器，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力變化平均值達(dá)到其有效值范圍，所述聲音傳感器檢測到的嬰兒聲音大小達(dá)到其有效值范圍，所述光強傳感器檢測到光強達(dá)到其有效值范圍時，判斷嬰兒醒來正在哭鬧；訓(xùn)練完成時所述中心控制器能夠利用支持向量機算法處理壓力、聲音、光強三個變量，獲得嬰兒當(dāng)前狀態(tài)。本發(fā)明專利技術(shù)集成多傳感器信息，智能判斷嬰兒是否醒來正在哭鬧，智能安撫嬰兒，使嬰兒停止哭鬧，有效實現(xiàn)與嬰兒車用戶的信息互動。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及嬰兒車
，具體地，涉及一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法。
技術(shù)介紹
嬰兒在沒有學(xué)會說話之前，其對自身的情感表達(dá)和訴求多通過翻滾、哭鬧等方式實現(xiàn)，而嬰兒車作為一種嬰兒室內(nèi)外活動最常使用的工具車，如今也具有了越來越多的功能，嬰兒車會給孩子的智力發(fā)育帶來一定的好處，增加孩子的頭腦發(fā)育。目前使用的嬰兒車主要存在以下幾方面的缺陷：嬰兒車不能實時監(jiān)測車內(nèi)嬰兒的活動情況，若嬰兒發(fā)生哭鬧時需要用戶抱起嬰兒進(jìn)行安撫，嬰兒車不能與用戶形成信息互動等。因此，為了使嬰兒車用戶方便的監(jiān)測車內(nèi)嬰兒的動態(tài)，實現(xiàn)自動安撫嬰兒，更好地完成看護(hù)工作，設(shè)計一種多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法是十分有意義的。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本專利技術(shù)針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，集成多傳感器的信息判斷嬰兒是在睡眠中，還是醒來正在哭鬧，能夠?qū)崿F(xiàn)智能安撫嬰兒的目的。本專利技術(shù)的上述目的是通過以下技術(shù)方案予以實現(xiàn)的。一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，所述方法基于嬰兒車對振動、聲音和光強的監(jiān)測及反饋實現(xiàn)：所述嬰兒車包含壓力傳感器、聲音傳感器、光強傳感器和中心控制器；所述振動由陣列分布于嬰兒車睡籃底面的壓力傳感器檢測，檢測嬰兒身體翻動的頻率和強度；所述聲音由嬰兒車睡籃內(nèi)的聲音傳感器檢測，檢測嬰兒發(fā)出聲音的大小；所述光強由嬰兒車睡籃頂部上側(cè)的光強傳感器檢測，檢測環(huán)境光強；所述嬰兒車使用前，利用支持向量機算法訓(xùn)練中心控制器，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力變化平均值達(dá)到其有效值范圍，所述聲音傳感器檢測到的嬰兒聲音大小達(dá)到其有效值范圍，所述光強傳感器檢測到光強達(dá)到其有效值范圍時，判斷嬰兒醒來正在哭鬧；訓(xùn)練完成時所述中心控制器能夠利用支持向量機算法處理壓力、聲音、光強三個變量，獲得嬰兒當(dāng)前狀態(tài)，并通過中心控制器對嬰兒進(jìn)行安撫。本專利技術(shù)所述多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法基于壓力、聲音、光強三個變量的數(shù)據(jù)檢測、處理，將多傳感器的信息收集融合，根據(jù)嬰兒是否有哭鬧聲或者哭鬧聲的強度，以及其身體翻動的頻率和強度，結(jié)合當(dāng)時環(huán)境光強，判斷嬰兒是在睡眠中，還是醒來正在哭鬧，對嬰兒進(jìn)行智能安撫。其中，所述壓力、聲音和光強的有效值范圍為預(yù)先設(shè)定，并利用這三個參數(shù)對中心控制器進(jìn)行基于支持向量機的算法訓(xùn)練。所述支持向量機與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)類似，都是學(xué)習(xí)型的機制，但與神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)不同的是，支持向量機使用的是數(shù)學(xué)方法和優(yōu)化技術(shù)。支持向量機是一種二類分類模型，它的基本模型定義為特征空間上的間隔最大的線性分類器，即支持向量機的學(xué)習(xí)策略便是間隔最大化，間隔最大使它有別于感知機，最終可轉(zhuǎn)化為一個凸二次規(guī)劃問題的求解；支持向量機還包括核技巧，這使它也成為實質(zhì)上的非線性分類器。所述支持向量是指那些在間隔區(qū)邊緣的訓(xùn)練樣本點，支持向量機將向量映射到一個更高維的空間里，在這個空間里建立有一個最大間隔超平面。在分開數(shù)據(jù)的超平面的兩邊建有兩個互相平行的超平面，建立方向合適的分隔超平面使兩個與之平行的超平面間的距離最大化，其假定為，平行超平面間的距離或差距越大，分類器的總誤差越小。本專利技術(shù)的支持向量機提供了一種與學(xué)習(xí)算法有關(guān)的監(jiān)督學(xué)習(xí)模型，可以分析數(shù)據(jù)，識別模式，用于分類和回歸分析。例如，給定一組訓(xùn)練樣本（本專利技術(shù)中的壓力、聲音、光強三個變量），每個標(biāo)記為屬于兩類，一個支持向量機訓(xùn)練算法建立了一個模型，分配新的實例為一類或其他類，使其成為非概率二元線性分類。支持向量機的學(xué)習(xí)策略就是間隔最大化，可形式化為一個求解凸二次規(guī)劃的問題，也等價于正則化的合頁損失函數(shù)的最小化問題。本專利技術(shù)的支持向量機通過尋求結(jié)構(gòu)化風(fēng)險最小來提高學(xué)習(xí)機泛化能力，實現(xiàn)經(jīng)驗風(fēng)險和置信范圍的最小化，從而達(dá)到在統(tǒng)計樣本量較少的情況下，亦能獲得良好統(tǒng)計規(guī)律的目的。優(yōu)選地，所述嬰兒車還包含播放器、車輪控制器和電機；所述播放器位于嬰兒車睡籃內(nèi)，所述車輪控制器和電機位于嬰兒車車輪上；當(dāng)所述中心控制器判斷嬰兒醒來正在哭鬧時，啟動播放器播放安撫音樂或錄音，并控制電機和車輪控制器使嬰兒車有規(guī)律的晃動。現(xiàn)有的常規(guī)安撫方法是：當(dāng)嬰兒哭鬧時，父母家人將嬰兒從嬰兒車中抱起，以一定幅度輕輕搖晃嬰兒并通過聲音安撫嬰兒。本專利技術(shù)所述智能嬰兒體態(tài)安撫方法正是模擬了上述人工安撫的方法，嬰兒車有規(guī)律的晃動替代了將嬰兒抱起搖晃的動作，播放器播放安撫音樂或錄音替代了父母家人的現(xiàn)場安撫，有效避免了看護(hù)人員不在嬰兒身旁造成的安撫不及時的問題。優(yōu)選地，所述嬰兒車還包含固定在睡籃上部的可收縮車罩，所述光強傳感器位于可收縮車罩的頂部；當(dāng)所述中心控制器判斷嬰兒醒來正在哭鬧時，控制可收縮車罩的遮陽層打開。當(dāng)光強較大時，嬰兒容易醒來，此時本專利技術(shù)設(shè)計了可收縮車罩，當(dāng)嬰兒因光強過大醒來時所述嬰兒車控制可收縮車罩的遮陽層自動打開。為使所述遮陽層的控制更加智能化，能夠根據(jù)光線強弱控制多層遮陽層的打開，優(yōu)選地，所述可收縮車罩包含至少兩層遮陽層，利用支持向量機算法訓(xùn)練中心控制器，當(dāng)光強由弱至強變化時，所述中心控制器對可收縮車罩依次進(jìn)行：控制打開可收縮車罩的一層遮陽層，控制打開可收縮車罩的多層遮陽層。優(yōu)選地，所述嬰兒車還包含信號收發(fā)器，所述信號收發(fā)器包含信號接收單元、信號處理單元、信號發(fā)送單元、GPRS天線，信號收發(fā)器與用戶終端相連。優(yōu)選地，所述信號收發(fā)器與用戶終端的連接方式為GPRS，藍(lán)牙，wifi中的一種或多種。優(yōu)選地，所述用戶終端為用戶手機。優(yōu)選地，所述聲音傳感器位于所述睡籃嬰兒頭部的一側(cè)，所述播放器位于所述睡籃嬰兒頭部的另一側(cè)。優(yōu)選地，所述壓力傳感器有9個，按3×3陣列均勻分布于所述睡籃的底面。優(yōu)選地，所述車輪控制器控制所述車輪前后擺動。所述嬰兒車主體的晃動依據(jù)醫(yī)生指導(dǎo)的搖晃方向、幅度、速度進(jìn)行程序設(shè)定。同時，所述嬰兒車還可通過信號收發(fā)器將嬰兒的異常報告發(fā)送到用戶終端，實現(xiàn)嬰兒的遠(yuǎn)程看護(hù)。優(yōu)選地，所述前后擺動指向左前方、右前方、左后方、右后方擺動；所述左前方和右前方，左后方和右后方之間的夾角為0~45°。更優(yōu)選地，所述擺動的路徑長度為0~10cm；每分鐘前后擺動10~30次。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本專利技術(shù)有益效果在于：本專利技術(shù)基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法集成多傳感器信息，智能判斷嬰兒是在睡眠中，還是醒來正在哭鬧，并以一定功率啟動電機小幅度晃動車體并播放音樂，安撫嬰兒，使嬰兒停止哭鬧，同時還通過信號收發(fā)器及用戶終端進(jìn)行數(shù)據(jù)的遠(yuǎn)程顯示、記錄、控制操作，有效實現(xiàn)與嬰兒車用戶的信息互動。具體實施方式為了使本專利技術(shù)的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合實施例，對本專利技術(shù)進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本專利技術(shù)，并不用于限定本專利技術(shù)。基于本專利技術(shù)的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所得到的所有其它實施例，都屬于本專利技術(shù)所保護(hù)的范圍。在本專利技術(shù)的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系僅是為了便于描述本專利技術(shù)和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本專利技術(shù)的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。在本發(fā)本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點】
一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，其特征在于，所述方法基于嬰兒車對振動、聲音和光強的監(jiān)測及反饋實現(xiàn)：所述嬰兒車包含壓力傳感器、聲音傳感器、光強傳感器和中心控制器；所述振動由陣列分布于嬰兒車睡籃底面的壓力傳感器檢測，檢測嬰兒身體翻動的頻率和強度；所述聲音由嬰兒車睡籃內(nèi)的聲音傳感器檢測，檢測嬰兒發(fā)出聲音的大小；所述光強由嬰兒車睡籃頂部上側(cè)的光強傳感器檢測，檢測環(huán)境光強；所述嬰兒車使用前，利用支持向量機算法訓(xùn)練中心控制器，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力變化平均值達(dá)到其有效值范圍，所述聲音傳感器檢測到的嬰兒聲音大小達(dá)到其有效值范圍，所述光強傳感器檢測到光強達(dá)到其有效值范圍時，判斷嬰兒醒來正在哭鬧；訓(xùn)練完成時所述中心控制器能夠利用支持向量機算法處理壓力、聲音、光強三個變量，獲得嬰兒當(dāng)前狀態(tài)，并通過中心控制器對嬰兒進(jìn)行安撫。

【技術(shù)特征摘要】
1.一種基于支持向量機的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，其特征在于，所述方法基于嬰兒車對振動、聲音和光強的監(jiān)測及反饋實現(xiàn)：所述嬰兒車包含壓力傳感器、聲音傳感器、光強傳感器和中心控制器；所述振動由陣列分布于嬰兒車睡籃底面的壓力傳感器檢測，檢測嬰兒身體翻動的頻率和強度；所述聲音由嬰兒車睡籃內(nèi)的聲音傳感器檢測，檢測嬰兒發(fā)出聲音的大小；所述光強由嬰兒車睡籃頂部上側(cè)的光強傳感器檢測，檢測環(huán)境光強；所述嬰兒車使用前，利用支持向量機算法訓(xùn)練中心控制器，當(dāng)所述壓力傳感器檢測到的壓力變化平均值達(dá)到其有效值范圍，所述聲音傳感器檢測到的嬰兒聲音大小達(dá)到其有效值范圍，所述光強傳感器檢測到光強達(dá)到其有效值范圍時，判斷嬰兒醒來正在哭鬧；訓(xùn)練完成時所述中心控制器能夠利用支持向量機算法處理壓力、聲音、光強三個變量，獲得嬰兒當(dāng)前狀態(tài)，并通過中心控制器對嬰兒進(jìn)行安撫。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，其特征在于，所述嬰兒車還包含播放器、車輪控制器和電機；所述播放器位于嬰兒車睡籃內(nèi)，所述車輪控制器和電機位于嬰兒車車輪上；當(dāng)所述中心控制器判斷嬰兒醒來正在哭鬧時，啟動播放器播放安撫音樂或錄音，并控制電機和車輪控制器使嬰兒車有規(guī)律的晃動。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的多傳感器融合智能嬰兒體態(tài)安撫方法，其特征在于，所述嬰兒車還包含固定在睡籃上部的可收縮車罩，所述光強傳感器位于可收縮車罩的頂部；當(dāng)所述中心控制器判斷嬰兒醒來...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：張俊麗，熊勇，
申請(專利權(quán))人：智易行科技武漢有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：湖北;42