本发明涉及一种行为分析系统，尤其涉及一种利用加速度传感器构建的行为分析系统及其运行方法。
背景技术：
随着物联网技术与智能科技的不断发展，动作识别及其应用变得越来越重要。
目前主流的一种行为识别是基于图像和视频的，通过图像或视频对人的行为进行分析识别，可以得到很精确的识别结果，但是该技术对环境光线、背景要求较高，在识别人体较大动作(如跑步、跳跃)时比较容易，对诸如手指动作、身体发抖等小动作则不易精确识别。
另外一种行为识别技术是基于加速度传感器的，能够感受到物体在三维空间上的加速度，从而判定行为人的动作，但加速度传感器对小动作能精确识别，但对大动作的识别则没有这么精确，如果增加传感器数量可提高精确度，但由于数据较多，传输不便。
技术实现要素：
本发明的第一目的是提供一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要可设置为5～50个，优选为15～35个，进一步优选为25个。
所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。
所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。
所述串行接口将数字信号输出。
所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式包括但不限于：wifi、zigbee、蓝牙、gprs/cdma、无线3g/4g/5g网络等。
所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。
所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
所述行为识别程序包括：(1)、预先学习步骤：系统根据样本学习多类行为模式，传感器节点对多类行为模式形成的数据进行收集，提取相同特征的向量值，储存到存储单元。(2)、处理与智能化步骤：系统对存储单元的各种行为模式的测试样本进行分类，并输入至数据处理器。数据处理器行为模式数据处理为直观结果，并存储至存储单元。(3)、智能识别步骤：系统将传感器节点输出的数据输入数据处理器，数据处理器通过逆运算对所得数据处理，并与识别步骤的直观结果相比对，将运算结果输出至显示系统。
进一步地，所述加速度传感器可增加一个影像感测装置。
本发明的第二目的是，提供一种行为分析系统的运行方法。
当一个行为发生以后，由若干个加速度传感器感知该行为发生时被分析者三维加速度的变化情况，并将过程中电容的变化值转化为模拟电压输出至a/d转换器，所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号，数字信号通过串行接口输出至无线通讯模块，无线通讯模块通过wifi、zigbee、蓝牙、gprs/cdma、3g/4g/5g网络等通讯方式将所述数字信号构成的数据发送到基站，基站再通过所述无线通讯模块将数据传输至终端，终端内的程序可对数据进行分析整理，最终识别出用户的行为，实现行为分析的目的。
所述终端的程序，包括(1)、预先学习步骤：系统根据样本学习多类行为模式，传感器节点对多类行为模式形成的数据进行收集，提取相同特征的向量值，储存到存储单元。(2)、处理与智能化步骤：系统对存储单元的各种行为模式的测试样本进行分类，并输入至数据处理器。数据处理器行为模式数据处理为直观结果，并存储至存储单元。(3)、智能识别步骤：系统将传感器节点输出的数据输入数据处理器，数据处理器通过逆运算对所得数据处理，并与识别步骤的直观结果相比对，将运算结果输出至显示系统。
本发明的第三目的是提供一种行为分析系统的应用方法。
本发明的行为分析系统可应用于以下领域：1、应用于老年人可穿戴设备，用以监控老年人的日常行为是否异常，与gps或北斗卫星导航系统联用，还增加温度传感器、血压传感器、皮肤动态监控传感器等与老年人健康相关的传感器。2、应用于运动比赛项目，用以监控运动员的行为，与全息影像技术相结合，以此来更为公正、科学地来判定运动员的行为是否符合规则。3、应用于动作技能培训，以便学员能迅速掌握标准动作。
本发明涉及一种行为分析系统及其运行方法，以加速度传感器为基础，将动作转化为模拟信号，并在传感器与终端之间通过无线通讯的方式设置了若干基站，减少了过程中数据处理的功耗，提高了数据传输与处理的效率，具有在多个领域应用的前景。
具体实施方式
下面通过具体实施例，进一步对本发明的技术方案进行具体说明。应该理解，下面的实施例只是作为具体说明，而不限制本发明的范围，同时本领域的技术人员根据本发明所做的显而易见的改变和修饰也包含在本发明范围之内。
实施例1
一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要设置为5个。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式为zigbee方式。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
所述行为识别程序包括：(1)、预先学习步骤：系统根据样本学习多类行为模式，传感器节点对多类行为模式形成的数据进行收集，提取相同特征的向量值，储存到存储单元。(2)、处理与智能化步骤：系统对存储单元的各种行为模式的测试样本进行分类，并输入至数据处理器。数据处理器行为模式数据处理为直观结果，并存储至存储单元。(3)、智能识别步骤：系统将传感器节点输出的数据输入数据处理器，数据处理器通过逆运算对所得数据处理，并与识别步骤的直观结果相比对，将运算结果输出至显示系统。
实施例2
一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要设置15个。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式为wifi。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
实施例3
一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要设置为25个。
所述加速度传感器还设置有一个影像感测装置。
所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式为gprs/cdma、无线3g/4g/5g网络。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
实施例4
一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要设置35个。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式为蓝牙与无线3g/4g/5g网络相结合。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
所述行为识别程序包括：(1)、预先学习步骤：系统根据样本学习多类行为模式，传感器节点对多类行为模式形成的数据进行收集，提取相同特征的向量值，储存到存储单元。(2)、处理与智能化步骤：系统对存储单元的各种行为模式的测试样本进行分类，并输入至数据处理器。数据处理器行为模式数据处理为直观结果，并存储至存储单元。(3)、智能识别步骤：系统将传感器节点输出的数据输入数据处理器，数据处理器通过逆运算对所得数据处理，并与识别步骤的直观结果相比对，将运算结果输出至显示系统。
实施例5
一种行为分析系统，由加速度传感器为基础，还包括模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。传感器根据不同动作的需要设置为50个。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过无线形式发送到基站，发送形式为zigbee与蓝牙结合。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是计算机或数据处理器或手持/便携式电子设备，所述终端安装有行为识别程序。
实施例6
一种行为分析系统的运行方法。
当一个行为发生以后，由若干个加速度传感器感知该行为发生时被分析者三维加速度的变化情况，并将过程中电容的变化值转化为模拟电压输出至a/d转换器，所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号，数字信号通过串行接口输出至无线通讯模块，无线通讯模块通过wifi、zigbee、蓝牙、gprs/cdma、3g/4g/5g网络等通讯方式将所述数字信号构成的数据发送到基站，基站再通过所述无线通讯模块将数据传输至终端，终端内的程序可对数据进行分析整理，最终识别出用户的行为，实现行为分析的目的。
所述终端的程序，包括(1)、预先学习步骤：系统根据样本学习多类行为模式，传感器节点对多类行为模式形成的数据进行收集，提取相同特征的向量值，储存到存储单元。(2)、处理与智能化步骤：系统对存储单元的各种行为模式的测试样本进行分类，并输入至数据处理器。数据处理器行为模式数据处理为直观结果，并存储至存储单元。(3)、智能识别步骤：系统将传感器节点输出的数据输入数据处理器，数据处理器通过逆运算对所得数据处理，并与识别步骤的直观结果相比对，将运算结果输出至显示系统。
实施例7
一种老年人可穿戴设备，用以监控老年人的日常行为是否异常。
包括加速度传感器、温度传感器、血压传感器、皮肤动态监控传感器、模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端、gps或北斗卫星导航系统。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。温度传感器、血压传感器、皮肤动态监控传感器为与老年人健康相关的传感器。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过gprs/cdma形式发送到基站。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是智能手机，所述终端安装有行为识别程序。当识别程序自动识别为摔例等行为时，则自动发出警报。
实施例8
一种动作技能培训装置，用于动作技能培训，以便学员能迅速掌握标准动作。
所述技能培训装置包括加速度传感器、模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过zigbee形式发送到基站。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。所述终端是智能手机，所述终端安装有行为识别程序。
当学员技术不规范达到额定数量时，会发出报警。所述技术不规范数量可根据学员级别而调整。与微型摄像机、全息影像技术相结合，培训效果尤佳。
实施例9
一种监控运动员行为的装置，应用于运动比赛项目，以此来更为公正、科学地来判定运动员的行为是否符合规则。
包括加速度传感器、模/数转换器(a/d转换器)、电源模块、串行接口、无线通讯模块、基站、终端。
所述加速度传感器为三维加速度传感器，可以在三个轴上感受到加速度的变化，并且由三个轴上加速度数值的变化而模拟还原被分析者的行为，其主要工作是将加速度传感器运行过程中产生的电容变化值转化为模拟电压输出。所述a/d转换器将模拟电压转化为数字信号。所述电源模块为微电源装置，由被分析者的动作行为为微电源装置提供电能。所述串行接口将数字信号输出。所述无线通讯模块将传感器及a/d转换器收集的信息通过wifi、蓝牙的形式发送到基站。所述基站为数据中转站，接收数据、存储数据、并发送数据至终端。
所述终端是便携式电脑，所述终端安装有行为识别程序。所述识别程序与全息影像技术相结合，当运动员犯规时，识别程序自动报警并生成全息图像以供裁判采用。