[发明专利]一种基于多模态感知的安全防护服识别系统及方法

权利要求书

1.一种基于多模态感知的安全防护服识别系统，包括安全服本体(101)和以及嵌于安全服本体(101)夹层内的电子信息采集装置(102)、安全气囊管道(201)、气瓶(203)及触发装置(205)，其特征在于：所述气瓶(203)与触发装置(205)通过螺纹相接，在触发装置(205)上安装有排气阀(204)，所述安全气囊管道(201)通过排气阀(204)与触发装置(205)连接；所述电子信息采集装置(102)包括集成板以及安装在集成板上的微处理器(301)、陀螺仪(302)、位置信息传感器(303)、报警器(304)、闪光灯(305)、高频震动器(306)、电源(307)以及加速度计(308)，所述的触发装置(205)、陀螺仪(302)、位置信息传感器(303)、报警器(304)、闪光灯(305)、高频震动器(306)、电源(307)以及加速度计(308)均与微处理器(301)电性连接。

2.根据权利要求1所述的基于多模态感知的安全防护服识别系统，其特征在于：所述安全气囊管道(201)是由布置在安全服本体(101)正面的胸部保护气囊(202)、布置在安全服本体(101)衣领处的颈部保护气囊(206)、布置在安全服本体(101)背面的背部保护气囊(207)、布置在安全服本体(101)腰部的肋部保护气囊(208)以及布置在安全服本体(101)背面中央的脊椎保护气囊(209)连接构成的连续式气囊。

3.根据权利要求1所述的基于多模态感知的安全防护服识别系统，其特征在于：所述触发装置(205)为通电爆炸的微炸药包。

4.根据权利要求1所述的基于多模态感知的安全防护服识别系统，其特征在于：所述陀螺仪(302)为三轴陀螺仪，所述加速度计(308)为三轴加速度计。

5.一种用于权利要求1～4任意一项所述的识别系统的基于多模态感知的安全防护服识别方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：通过陀螺仪(302)、位置信息传感器(303)、以及加速度计(308)实时采集安全服本体(101)上的加速度数据、陀螺仪数据以及位置信息数据；

步骤二：对步骤一采集到的数据归一化为带符号的整形数据，按照加速度数据、陀螺仪数据、位置信息数据的顺序拼接为一维列表；

步骤三：根据步骤二所得的一维列表，对相应传感器的值按重要程度赋予权重系数并更新列表；

步骤四：重复上述三个步骤，直至获取存储一段连续时间的二维列表；

步骤五：根据步骤四所得的二维列表，采用主成分分析PCA进行维度压缩，提高数据有效率，获得一维列表；

步骤六：在调试阶段，根据相应需要识别的危险信号，通过步骤一至步骤五采集危险信号时序数据模板，并主动对其按照优先级降序排序，令优先级高的情况的时序数据模版优先进行匹配；

步骤七：在使用阶段，通过步骤一至步骤七采集实时时序数据，与步骤六所得时序数据模板通过拥有提前截至改进的动态时间规整DTW算法匹配识别，微处理器(301)获得相应的识别结果，并控制触发装置(205)、动作报警器(304)、闪光灯(305)或/和高频震动器(306)工作。

6.根据权利要求5所述的基于多模态感知的安全防护服识别方法，其特征在于：所述调试阶段中，步骤五所得一维列表即是一条危险信号时序数据模板，在各个具有危险信号的情况下进行采集数据，获取多条危险信号时序数据模板。

7.根据权利要求5所述的基于多模态感知的安全防护服识别方法，其特征在于：所述使用阶段中，将步骤五获得的一维列表通过提前截至改进的动态时间规整DTW算法逐条对通过步骤一排好序调试阶段获得的危险信号时序数据模板相匹配计算，获得相应的识别结果。

8.根据权利要求7所述的基于多模态感知的安全防护服识别方法，其特征在于：所述所述改进动态时间规整DTW包括两个部分的改进，第一部分为主动优先级排序，令优先级高的情况的时序数据模版优先进行匹配；第二部分为动态时间规整DTW提前截止的剪枝方法，即在时序数据模板与当前数据匹配过程中加入冗余判断，使计算提前停止，提高匹配效率。

9.根据权利要求5所述的基于多模态感知的安全防护服识别方法，其特征在于：所述触发装置(205)未工作时，安全气囊管道(201)处于干瘪状态，触发装置(205)工作后，安全气囊管道(201)处于充气膨胀状态。