[发明专利]一种基于硅酮-镍纳米传感器的步态识别方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于硅酮‑镍纳米传感器的步态识别方法及系统，该方法包括：通过硅酮‑镍纳米复合材料传感器采集步态数据；对步态数据进行预处理，得到预处理后的数据；根据预处理后的数据对构建的LSTM网络进行训练，得到训练好的LSTM网络；获取待测步态数据并输入到训练好的LSTM网络，得到识别结果；将识别结果返回到智能终端。该系统包括：测量单元、识别单元、智能终端单元。本发明具有低功耗、结构简单、检测方便和便于穿戴等优点。本发明作为一种基于硅酮‑镍纳米传感器的步态识别方法及系统，可广泛应用于传感器应用领域。

技术领域

本发明涉及传感器应用领域，尤其涉及一种基于硅酮-镍纳米传感器的步态识别方法及系统。

背景技术

步态是指人走路的姿态，它由每个时刻身体各部位的相对运动组成。从医学角度来看，不同的腿骨长度、肌肉强度、重心高度以及运动神经灵敏度，决定了步态的唯一性和稳定性，因而短时间内很难被他人模仿。步态识别正是通过分析每个人不同的步态情况，进行身份识别的过程。因此步态识别具有重大的研究意义和广泛的应用前景。

要设计并实现一个实用性强的步态识别系统是非常复杂且困难的。由于人的行走姿势受各种因素的影响，在不同环境条件下行走姿势有或多或少的变化，因此步态识别的计算较复杂。传统的步态识别采用非接触的图像采集和对比进行识别，这种方法容易受到衣着等外界因素的影响，而且采集设备的成本较高。随着传感器的智能化，微型化的发展，研究者们采用加速度传感器等采集数据然后进行建模分析，但是这种加速度传感器通常体积较大，而且不可拉伸或弯曲，穿在人体上会有不适感，难以普及应用。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于硅酮-镍纳米传感器的步态识别方法及系统，具有低功耗、结构简单、检测方便、便于穿戴等优点。

本发明所采用的第一技术方案是：一种基于硅酮-镍纳米传感器的步态识别方法，包括以下步骤：

通过硅酮-镍纳米复合材料传感器采集步态数据；

对步态数据进行预处理，得到预处理后的数据；

根据预处理后的数据对构建的LSTM网络进行训练，得到训练好的LSTM网络；

获取待测步态数据并输入到训练好的LSTM网络，得到识别结果；

将识别结果返回到智能终端。

进一步，所述采集的数据具体为12个用户正常行走时的步态数据，每个用户的采集时长约为3分钟，采集频率为50Hz。

进一步，所述对步态数据进行预处理，得到预处理后的数据这一步骤，其具体包括：

对步态数据进行预处理，通过低通滤波器将步态数据中的高频噪声成分滤除掉，得到过滤后的12个用户的步态数据；

将过滤后的12个用户的步态数据以3:1的比例划分为训练集和测试集，得到预处理后的数据。

进一步，所述构建的LSTM网络包括具有6个神经元输入层、具有24个神经元的隐藏层和具有12个神经元的全连接层，所述输入层、隐藏层和全连接层依次连接。

本发明所采用的第二技术方案是：一种基于硅酮-镍纳米传感器的步态识别系统，包括以以下单元：

测量单元，用于采集用户步态数据，将步态数据传输至识别单元和接收来自识别单元的识别结果并将识别结果传输至智能终端单元；

识别单元，用于对步态数据进行识别并将识别结果传输回测量单元；

智能终端单元，用于接收识别结果并显示。