专利名称：一种用于确定环境中人员行为的系统、方法及其记录媒体的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于在配备有电器的环境中决定个人活动的方法与系统，同时 本发明还涉及一种用于执行这种方法的信息记录媒体。这里，个人活动的环境是指人们进行运动的空间。具体而言，是指像房屋或公 寓之类的建筑物。同时，这种供人活动的环境还配备了许多电器。具体而言，许多电器可相应人 所发出的指令在开启状态和关闭状态之间切换，在开启状态中电器可产生与特定磁场特 性相应的电磁场，而在关闭状态中这些电器不产生任何电磁场或是产生不同于表征开启 状态中同样电器的磁场特征的另一磁场特征所对应的电磁场。而在很多电器中，又需要对人在其环境中的活动进行监视。例如，当被监视人 为独居在屋中的老人时，这种监视是有益的。实际上，一些用于调查人们活动的分类图 表(如法国的AGGIR表)，借以对人的独立水平进行划分。此独立水平可为人提供他 所适应的帮助。
背景技术：
到目前为止，仅可让另一个人，例如健康护理专业人员对一个人的活动水平 进行手工记录。但是，这种做法往往是不切实际而且不可靠的。虽然，也曾设想过通过在个人环境中安装若干传感器，如照相机来简化这种 工作，借以对个人活动进行监视。但是，这种设想需要通过个人环境中的很多传感器来 实现并且极易受到干扰。
发明内容
本发明通过一种用于确定个人活动的简单方法克服了上述缺陷。因此，本发 明的一个目的在于提供一种用于确定个人活动的方法，这种方法包含通过人员携带的 磁力计对多个电器之一所产生的磁场进行测量；通过对所测得的磁场与预先记录的“开 启”状态中多个电器的磁场特性进行比较，识别磁力计附近处于“开启”状态的电器； 以及根据预先记录的行为标识符确定人员的行为，其中行为标识符与根据所述磁场特性 识别出的处于“开启”状态的电器相关联。而上述方法有效地应用了许多个人行为与电器在“开”与“关”状态间的切换 相关这一事实以及在进行操作的过程中电气可以产生此电器的磁场特性这一事实。这意 味着，通过使用人所携带的磁力计，可对人体周围处于开启”状态的电器进行识别，进 而同时获得两条信息，即人体附近电器的标识符以及电器处于“开启”状态的事实。综合这两条信息能以较高的确信程度通过所论述的电器推导出携带有磁力计的 人员的行为。因此，由于人所进行的电器应用经常代表着人的具体行为，所以可以从所 用电器的标识符推导出人的行为。通过上述方法，不再需要手工地对人的行为做出报告。实际上，至少可以通过上述方法的装置完成这种报告的一部分。此外，由于不必对环境中的现有电器进行调节，而且除了人所携带的磁力计以 外不必在个人环境中加入新的特定电器，所以这种方法是便于执行的。因此，本发明实施例可包含一个或多个下列特征本发明还包含在环境中，从 所识别的电器的预先记录的位置信息项目中判断此人的行为；这种方法还包含对所测 得的磁场进行滤波，借以仅仅根据所测得磁场的大于10赫兹的频谱分量执行此识别步 骤；同时，对于另外安装了可形成地磁场的局部干扰的固定磁场干扰单元的环境而言， 此方法包含通过个人携带的磁力计对受到干扰的地磁场进行测量；以及通过对所测得 的受干扰地磁场与所记录的在环境中测得的地磁场局部干扰的磁场特性进行比较，借以 对其中放置了磁力计的局部干扰进行识别；以及根据通过其局部干扰被磁场特性所标示 的环境中的位置上信息的预先记录项目来确定此人的行为；并且，这种方法还包含通 过磁力计对贴附于人体的磁力计的参考方向与磁北之间的夹角，进而根据此夹角确定人 的行为；这种方法还包含对通过磁力计所测得的磁场特性与预定阈值进行比较，如果 磁场特性超过了阈值，那么不再对此电器进行识别，如果磁场特性未超过阈值，那么继 续对电器进行识别；自动地对与数据库中所识别出电器相关的至少一个行为标识符进行 检索，借以确定此人的行为。本发明实施例所述的方法还包含有下列优点通过所识别电器的位置上预先记 录的信息项目确定人员的行为；使用作为所测得磁场的50赫兹或60赫兹的若干倍的高频 分量使此方法独立于地磁场，进而可在全球范围内执行这种方法；利用地磁场干扰特性 增强对个人行为的定位与确定；通过对磁力计的参考方向与磁北之间的夹角，进一步指 出人员在他所在环境中的方向，进而说明此人的行为；以及如果所测得磁场的特征超过 预定的阈值，则可以不再对电器进行识别，借以防止再去进行不必要的作业。本发明的另一个目的在于提供一种信息记录媒体，当可通过电子计算机执行用 于完成上述方法的指令时，这种信息记录媒体包含有上述指令。最后，本发明还提供了一种用于在环境中确定人员活动行为的系统，这种系统 包含有磁力计，所述磁力计由所述人员携带；数据库，所述数据库包含有所述环境中 多个电器的预先记录的磁场特性，其中所述电器中的每一个都是可响应所述人员的命令 在开启状态与关闭状态之间进行开关作业，在“开启”状态中，所述电器辐射与磁场特 性相应的电磁场，而在“关闭”状态中所述电器不发出任何磁场或是发出与不同于“开 启”状态中表示相同电器特征的磁场特性相应的电磁场，其中所述数据库中所包含的所 述每一个所述磁场特性允许在所述环境中存在的不同电器中识别出处于“开启”状态的 电器，以及计算机，所述计算机用于通过对由磁力计所测出的磁场与数据库中预先记 录的磁场特性相比较，识别出位于磁力计附近且出于“开启”状态的电器；以及当根据 所述磁场特性判断出所述电器出于“开启”状态时，根据与所识别出的所述电器相关的 至少一个预先记录的识别符确定人员的行为。
同时，本发明实施例中所述系统具有下列特点这种系统包含位于环境中的多 个电器，而磁场特性包含于数据库中，进而可从包含有内部电器、照明电器、与多媒体 电器的组群中选择电器。以下结合附图和具体实施例对本发明进行详细描述，但不作为对本发明的限定。
图1是用于在环境中定位并确定个人行为的系统的示意图；图2是用于通过图1所示系 统进行监视的人员所佩戴的监视装置的示意图；图3至图6是图1所示系统中所用的数据库的示意图；图7是通过图1所示系统对个人行为进行确定并进行定位的流程图；以及图8与图9示出了两种不同电器的频谱。
具体实施例方式现在将对本发明的优选实施例进行详细描述，但是这里并不对本领域技术人员 熟知的特征与功能进行描述。图1为用于对环境6中个人4的活动进行定位与确认的系统2。这里，环境6构 成了房屋。这里，系统2具有多个安装于环境6中的电器。其中，可通过供电电流对这些电器进行供电。这里供电电流通常是馈路电流。 在本质上，此馈路电流基本频率低于100赫兹。例如，这种基本频率在欧洲为50赫兹， 在美国为60赫兹。而这些接受供电的电器可在其附近发出随时间迅速变化的电磁场。这 里，我们仅考虑电磁场的磁分量，而忽略其中的波传递现象。因为，这种波传递现象本 质上是一种扩散现象。因此，所产生的电磁场的频谱具有高频分量，而此高频分量供电 电流的基本频率的整数倍。这里，术语“高频”的定义与直流磁场有关。例如，这些 频率可大于10赫兹。同时，只要在这个电器附近的位置，高频分量的模便比背景噪声大 出几倍。同时，所发出值电磁场虽然与电器间的距离而迅速衰减。例如，依据所考虑的 电器来计算，所发出电磁场的模的衰减与1/R或1/R3成比例，其中，R是此电器与磁力 计之间的距离。通常，这种电器的频谱在供电电流的基本频率上显示出一个峰值，而在供电电 流的谐波上显示出另一些峰值。因此，在使用50赫兹的供电电流时，电器的频谱会在50 赫兹处以及50赫兹的整数倍处显示出峰值。而其他电器会在除供电电流的基本频率值谐 波外的频率上显示出峰值。这正是以电器在不同于馈路频率的频率上产生供电电流为例 的一种情况。因此，这种电器可在50赫兹的供电电流以外产生60赫兹的供电电流，反 之亦然。此外，固定的电器以及多个基本上任意固定的物体指的是在人所处环境中位置 不变的物体。例如，通过下列原因使物体固定将物体刚性地固定于不可移动的支撑 物，如墙或天花板上，或是因重量较大而难以移动。这里，若超过5千克则认为其具有较大的重量。同时，这些电器包括了多种电器，此处称之为“可开关”电器，这种可开关电 器可响应来自人的指令而在关闭模式与开启模式之间进行切换。在开启模式中，可开关 电器可产生与电器的特定磁场特征相应的电磁场。而在关闭状态中这些电器不产生任何 电磁场或是产生不同于表示开启状态中同样电器的磁场特征的另一磁场特征所对应的电磁场。其中，一个电器与多个的任意一个磁场源所具有的磁场特性是一种磁场源所发 出的磁场特性的离散集，这样便可从多个磁场源中识别出这一电器或这一磁场源。为了简化图1，这里仅示出了几个电器的实例。此处，系统2具有下列几个可开关电器烤箱10，安装在厨房12中；水壶14， 也安装在厨房12里；电视16，安装在客厅18里；以及洗衣机20，安装在洗衣间22中。其中，这些电器烤箱10、水壶14、电视16与洗衣机20都具有可通过人员4 的直接开关而于关闭状态与开启状态间进行切换的普通特性，在关闭模式中，这些电器 并不消耗任何电能或是只消耗极少量的电能；而在开启模式中，这些电器会消耗电能。 例如，人员4可通过按下按钮实现在关闭模式与开启模式之间进行切换。由于，在关闭模式中电器的能耗是为零或是非常低的，所以无法具备可在背景 噪声中检测出来的磁场特征。反之，在开启模式中，这些电器具有可通过系统2检测出 的磁场特征。其中，此系统2还具有不能通过人员4直接控制的电器。例如，这种电器可以 是穿过房间地面或墙面的电线24。这种电器还可以是热电对流器26，这种热电对流器可 依据安装于房屋内的温度传感器自动地在开启状态与关闭状态之间进行切换。在这些电器中，一些电器是固定的，而另一些则可轻易地被人员4所挪动。这 里，固定的电器是烤箱10、电视16、洗衣机20、电线24以及热电对流器26。与之相 反，水壶14则是可被挪动的电器。同时，系统2还具有固定的磁性干扰元件，这种元件可局部地干扰地磁场的磁 力线，而不用通过电流进行充电。此处，这种固定磁性干扰元件可以是地磁块，若将地 磁场消除，则地磁块本身不会产生磁场。而且，这种磁性干扰元件还可以是剩磁场的磁 场源，如地磁场的可独立产生磁场的磁体或其它磁场源。此处，仅在环境6中示出了一部分磁性干扰元件。例如系统2具有水泥墙所 使用的加强钢筋30。同时，洗衣机20的这种金属结构也可形成一种磁性干扰元件，借以 形成一种可检测到的地磁场局部干扰元件。同时，此系统2中安装了监视设备34，此监视设备34连接于电子计算机36。此 处，监视设备34可通过发放置于屋内的电器34与接收器40间的无线链接38或是通过连 接于接收器40的信息传输网络42与计算机36相连。其中信息传输网络42时一个用于 跨越较远距离传送信息的网络，如电话网络或互联网。反之，无线链接38是一种在小于 100米或300米范围的短程链接。这里，计算机36是一种可执行记录在非短期实体信息记录媒介上的指令的可编 程式计算机，借以执行图7所示出的方法。为此，计算机36连接于存储器44，而此存储 器包含了执行图7所示出的方法所需要的数据和指令。人员4也可以随身携带电器34。例如，可将电器34贴在人员4的胸膛上。这 里，贴敷于人员4的电器34具有足够的刚性，借以使电器34的轴代表人员4胸膛的方 向。在图1中，仅示出了与电器34相关的参考方向或参考轴46。同时，图1中的角度 θ指示出了此参考轴46的方向与磁北方向间的夹角。这种信息被称为“航向”。图2给出了电器34的详细视图。在本发明实施例中，此电器34主要包括加速计48，用于沿着三条相互垂直的测量轴对电器34的加速度进行测量；以及磁力计50， 用于对由磁力计的参照系所组成的三条正交测量轴上磁场的投影进行测量。这里，加速计48的测量轴与磁力计50的测量轴位于同一直线上，以简化计算。同时，加速计48和磁力计50都连接于传送器52，此传送器52可通过链接38向 计算机36送出所测量并获取的数据。图3至图6表示出用于执行图7所示方法的数据库54、数据库56、数据库58及 数据库60。例如，可在存储器44中记录这些数据库。其中，数据库54是电器磁场特性的数据库。此数据库54包含第一列，包含 了电器的标示符A1 ；第二列，包含有与每一标示符A1相关的参考磁场特性SA rf。而数据库56用于使活动标示符Act1与每一可开关电器的标示符A1形成联系。其 中，活动标示符Act1可标示出使用与标示符A1相对应的电器的人员4的一种或多种活动 行为。例如，若此电器为电动剃须刀或电动牙刷，则使用这些电器的活动行 为是在清洗 身体的上部。若电器为炊具、水壶、烤面包片机或搅拌器，则相关行为是在为用餐做准 备。若电器为真空吸尘器，则相关行为是在做家务。若电器为电视机，则相关行为是在 看电视。以上事例并不是十分严格的，因为还有许多与可开关电器应用相关的可能发生 的行为。对于固定电器的每一个标示符A1而言，数据库58使信息项目L1与其在环境6中 的位置形成关联。其中，此信息项目L1可以是环境6中固定参考系XYZ中所表示出的 坐标，或者仅仅是位置的提示符，如“厨房”、“客厅”、“洗衣间”等。因此，此 数据库58可标示出环境6中固定电器的位置。对于通过固定磁场干扰元件所形成的地磁场的局部干扰的表示为参考磁场特性 SPiref的每一磁场特性而言，数据库60可表示信息项目L1与环境6中干扰位置间的关系。 如上所述，可通过XYZ参考系或位置的标示符表示出信息项目L1的坐标。因此，数据 库60表示出环境6中地磁场发生局部干扰的位置。下面，将结合图7所示的方法对系统2的工作方式进行详细描述。此方法基本上分为两个阶段，即系统2的学习阶段70与之后的应用系统的使 用阶段72。其中，学习阶段70是一个让信息进入数据库54、数据库56、数据库58及数据 库60的阶段。为此，学习阶段包含有步骤74，用于让信息进入数据库60。而在执行步骤74之前，要使所有的可开关式电器处于关闭状态。而后，在作业80期间，可在环境6的磁干扰元件附近放置磁力计50，并使其在 这个位置上保持不动。在作业82期间，磁力计50可对磁场进行测量并对所获得的测量结果进行传输， 例如将其传输到计算机36。在作业84中，可对所获得的测量结果进行过滤，借以仅仅保留代表地磁场Ht 的测量结果。因此，可消除测得磁场中的高频分量。例如，计算机36可执行截止频率 在_3dB处小于等于0.1赫兹的低通滤波。在执行作业82与作业84的同时，于作业86的执行过程中，可读取环境6中磁力计50当前位置上的信息项目Llt5同样，在执行作业86的同时，于作业88的执行过程中，加速计48测量出与传 感器相关的参考系中地球引力G的方向。而后，在步骤90中，计算机36可利用这些不同的测量结果得出磁力计50的当 前位置上地磁场Ht的局部干扰的参考磁场特性SPiref。例如，在作业90的执行过程中， 可通过沿磁力计50的三条测量轴所得出的测量结果计算出受到干扰的地磁场Ht的模MP1 与方向。此外，还可计算出地球引力G方向与地磁场Ht方向之间的夹角α ,。而当不存 在磁干扰元件时，在法国所制定的条件下，夹角α ,基本上为30度。现在，若使一个磁 干扰元件靠近磁力计50，则需要调节的地磁场的磁力线方向以使夹角α ,具有这一数值。 与此类似的是，在所调整的磁干扰元件的磁力计50附近也可对地磁场的模进行调整。因 此，可通过对模MP1与夹角α ,地磁场的局部干扰进行识别，进而得出局部干扰的磁场特 性。在步骤92中，若作业90中所形成的参考磁场特性SPiref与不存在磁干扰元件时 所获得的参考磁场特性SPiref完全不同，则可在与作业86中所读取的信息项目1^相关的数 据库60中记录这种磁场特性。进而，可在环境6中主要的固定磁干扰元件中重复地执行作业80至作业92，借 以向数据库60提供信息。如果某些磁干扰元件是不可见的(例如，管线系统、水泥墙中 所埋入的金属梁等)，那么为了这个目的可以按照预定的网格图案将传感器可以有条不紊 地从一个节点向另一节点移动。例如，这种网格图案的网孔可以是正方形的且每一个网 孔的边长为一米。学习阶段70还可包括步骤100，此步骤用于描绘环境6的高频磁性 背景噪声；以及步骤102，此步骤用于向数据库54、数据库56与数据库58提供信息。在步骤100之前，可将所有可开关电器切换至关闭状态。在步骤100开始时，与作业102的执行过程中，可将磁力计50放置于环境6中 被认为存在着磁性背景噪声的位置上。而在再次执行作业102的过程中，磁力计50可对 磁场进行测量，而后将所获得的测量结果传送到例如计算机36。同时，也可在预定的持 续时间Δ T的后续时间槽上形成这些测量结果。例如，此持续时间ΔΤ可以是一秒。在执行作业104的过程中，为了仅保留磁场的高频分量，所以要对所获得的测 量结果进行滤波。例如，可通过截止频率在_3dB上等于10赫兹的高通滤波器之类的装 置对测量结果进行过滤。在执行作业106的过程中，可计算出在持续时间Δ T中沿每一条轴所测得值磁场 的频谱。例如，在作业106中可通过快速傅里叶变换(FFT)计算出每一条轴的频谱。而后，在步骤108的过程中，可计算出所测出的磁场的50赫兹分量的模MaQenv。 例如，可从测量结果的不同轴的频谱标准中计算出模Ma(tenv。进而，一旦计算出这个模Matlenv，便可在作业110中将这个模记录于存储器44 中。同时，步骤102可将信息输入数据库54、数据库56与数据库58。为此，在作 业120中，可将磁力计50放置于电器附近，同时如果需要可将此电器转换为开启状态。而后，在作业122中，磁力计可对通过电器所辐射出的磁场进行测量并将所获 得的测量结果传送到计算机36。同时，可读取环境6中的电器的位置上的信息项目L,。
如上所述，可在后续的持续时间ΔΤ，如一秒内对磁场进行测量。而后，在作业124中，可通过_3dB处的截止频率大于或等于10赫兹的高通滤波 器之类的装置对所获得的测量结果进行滤波。例如，这种作业可以等同于作业104。进而，在作业126中可从滤波后的测量结果中计算出磁场的频谱分量的模 M^iref,其中符号j与i分别为频谱分量的标识符与电器的标识符。此处，可分别计算出 50赫兹、100赫兹、150赫兹、200赫兹、250赫兹及300赫兹时磁场频谱分量的模Ma0iref 至Ma5iref。其中，模Matliref为供电电流的基本频率上分量的模，而模Maliref至模Ma5iref为 基本频率的谐波分量的模。例如，当对模Mattenv进行计算时，可计算出每一个而后，在作业130中，可对模Matliref与背景噪声的模Matlenv进行比较。如果模 Matliref接近或小于模Ma。·，那么计算机可从没有电器处于开启状态之时开始进行推算， 同时使步骤回到作业120。在新的作业120中，如果电器尚未打开，则必须改变磁力计的 位置以使其靠近电器或是使此电器处于开启状态。若不进行上述作业，则这种方法继续进行作业132，可使后续的持续时间ΔΤ中 所计算出的模Ma_f与另一模的平均值，进而可获得此处所使用的每一波谱分量的平均模 Mamjirefo进而，在作业134中，可计算出几个参考比率P_f。例如，可通过下列公式计算 出这种参考比率P_f。Pjiref = MamjirefZMamoiref,而 j e {1，…，5}其中，位于附近的电器的特性的参考比率P_f。此外，参考比率优点在 于不会作为电器的磁力计间的距离的函数而产生变化。例如，图8与图9分别示出了在进行高通滤波后分别对应于标示符A1与A2的电 扇与水壶的频谱。其中，电器之间的模^^!^-有着很大差异，因此这种情况可用于对各 种电器进行区分。而为与标示符A1相对应的电器计算出的不同参考比率可以构成这一电器的 参考磁场特性SAiref。最后，在作业136中，可在与相应电器的标示符A1所关联的数据库54中记录参 考磁场特性SAiref。在这一作业136中，如果其磁场特性已经建立的电器是一种固定电器，则可将 作业122中所读取的电器位置上的信息项目L1补入数据库58中。最后，如果形成磁场特性的电器是一个固定电器，那么可以通过使相应行为的 活动标示符Act1与标示符A1相互关联，进而补充数据库56。在本发明中，可对环境6中所具有的主要电器重复地执行作业120至作业136。 而主要电器包含有烤箱10、水壶14、电视16、洗衣机20、电线24以及热电对流器 26。
此处，一旦完成了学习阶段70，则可以继续进行使用阶段72。在使用阶段72中，例如，人员4可永久性地佩戴着电器34。在步骤150中，磁力计50可持续地对磁场进行测量。同时，在步骤152中，力口 速计48可以一直对电器34所具有的加速度进行测量。进而，可以通过无线链接38、接收器40及信息传输网络42这样的装置将测量结果传送至计算机36。根据这些测量结果，计算机36可在步骤154中对接近人员4的电器进行识别。为此，在作业156中，可通过高通滤波器对磁力计的测量结果进行滤波。例 如，此作业156等同于作业104或等同于作业124。而后，在作业158中，可分别计算出50赫兹、100赫兹、150赫兹、200赫兹、 250赫兹及300赫兹上的频谱分量的模MV 同时，可通过作业126中对于模Ma_f的描 述来计算模MV在作业160中 ，可在所计算出的模λ/^与背景噪声的模Matlenv进行比较。如果， 此模Matl接近或是小于模Mattenv,那么这种方法会回到步骤156，借以在下一个持续时间 ΔΤ中对测量结果进行处理。实际上，这就意味着磁力计50附近还没有电器。如果不是这样，在作业162中，计算机36可形成位于磁力计50附近的电器的磁 场特性SA。例如，除了在步骤150中提供测量结果之外，此作业162可等同于作业132 与作业134。其中，磁场特性SA可由模Maq与Mamtl之间的参考比率巧构成。而后，在作业164中，磁场特性SA可与包含于数据库54中的参考磁场特性SAiref 进行比较。若磁场特性SA与多个参考磁场特性SAiref中的一个相对应，则可以检索出与 此参考磁场特性SAiref相关的标识符。而当检索出的电器的标识符A1时，可认为已经识 别出这种电器。反之，则是未识别出任何电器，进而此方法可返回作业156，借以在随后 的持续时间ΔT中对测量结果进行处理。此处，可通过下列公式对磁场特性SA与参考磁场特性SAiref进行比较。s = EPrPjiref这时，如果总和S低于预定阈值，则磁场特性SA可对应于参考磁场特性SA rf。当标示出固定电器时，此方法可继续进行步骤170，以对人员4进行定位。其 中，步骤170用于检索出与数据库58中的标识符鳥相关的信息项目Llt5实际上，在步 骤154之后，便可知晓人员4位于所标示出电器的附近。若此标识符A1属于环境6中的 固定电器，则此标识符A1可指示出此环境中人员4的位置。例如，此信息项目L1足以准 确地指出房屋中人员4所处的房间。同时，若所表示出的电器为可开关型电器，则可在步骤172中确定人员4的行 为。在此步骤172中，计算机36可在数据库56中寻找与索引标识符A1相关的活动标 示符Ac^例如，若人员4将水壶14置于开启模式，则意味着人员4很可能正在准备做 饭。同时，当进行步骤154的同时，在步骤180的执行过程中，还可通过磁力计的测 量结果与加速计的测量结果来表示地磁场的局部干扰。为此，在作业182中可形成其中放有电器34的地磁场的局部干扰的磁场特性 SP0例如，除了无法在步骤150与步骤152中提供所得出的测量结果之外，此作业182 可相当作业82、作业84与作业90的合并步骤。而后，在步骤184中，可将磁场特性SP与数据库60中所包含的参考磁场特性 SPiref进行比较。例如，可参照对作业164所作出的描述得出这个比较结果。如果此磁场特性SP可与多个参考磁场特性SPiref中的一个相对应，则可以标识出 局部磁场干扰。
而后，此方法可继续进行步骤188，借以根据所标示出的磁场干扰确定人员4的 位置。在步骤188中，可在数据库60中检索出与对应于磁场特性SP的参考磁场特性SPiref 相关联的信息项目Llt5因此，环境中人员4的位置坐标足以指示出人员的所在的房间。有时，由于磁力计不是位于磁型干扰元件附近，所以磁场特性SP无法十分简单 地对应于参考磁场特性SPiref中的任意一个，而后可进行步骤190，即读取磁北与参考轴 46间的角度θ。同时，可通过磁力计在步骤150的过程里从测量结果中获取磁北的方 向。在步骤200中，可在步骤170、172、188与190的一端对从另一端获取的信息进
行处理。例如，在步骤200中，可对步骤170与步骤180执行后所获得的人员4的位置的 信息项目进行交叉检查，借以详细描述或确认此人员的方位。同时，也可对人员4的位置的信息项目与相同时间点上此人的行为迹象进行交 叉检查，借以详述或确定此人员的行为。在步骤200中，可对在步骤190执行后所获得的人员的方向以及在步骤172中所 获得此人行为迹象进行交叉检查，借以详细描述或确认此人的行为。例如，若确定人员 4在看电视并且在步骤190结束时所获得的人员4的方向与这一行为并不相符，那么并不 能对行为的问题进行确认并且如有需要还可报告异常行为。同样，若在人员位置上所获 得的信息指示此人躺在床上而且步骤190所测量出的方向指出人员4斜躺在床上，那么可 以激活异常行为的新的指示。在步骤200中，所读取信息的不同片段可用于确定人员4的独立程度。例如， 为此所读取的行为及其发生频率可与“标准”行为进行比较。因此，与标准行为相较的 行为异常可表示此人失去的独立程度。同时，有可能发生许多其他实施例。例如，这种磁力计可以是向量磁传感器， 借以对几条测量轴上磁场投影的幅度进行测量；这种磁力计还可以是标量磁传感器，借 以对磁场的模进行测量。同时，这种标量磁传感器最好是等向标量磁传感器，即一种测 量结果独立于其方向与空间的传感器。其中，标量传感器既不笨重也不昂贵。同时，用于储存电器磁场特性的数据库54可被不同人的不同环境一起共用。此处可以实时地或有延迟地进行地磁场的局部干扰或电器的识别，进而可通过 能在本地执行识别所需要的所有计算值计算机上所装备的电器替代电器34。如果这种识 别是延迟进行的，那么下文将对系统2的进行详细的描述。如果同时使用相互靠近的若干个电器，那么可使用磁场源隔离技术，借以通过 磁力计来确定每一个电器对于磁场的贡献。为此，可参考下列文献H.Boumaraf在2005 年11月26日发表的《源卷积混合的盲分离》(S6parationaveugle de melange convolutif de sources, H.Boumaraf, 26 October 2005)请访问http://www-ljk.imag.fr 或 http://tel. archives-ouvertes.fr/tel-00011643/fr/同时，用于确定磁力计附近电器是否存在的背景噪声可以是全部时间范围内所 测得的电磁场变化的时间平均值，或是所测磁场的瞬时幅度，抑或是几个频率上所测磁 场的模组合。另一方面，为了对此方法进行简化，可以省去利用地磁场的局部干扰对人员4进行定位的步骤。同样，可省去对相对于磁北的人员4的方向所进行的测量的步骤。如果对于此电器而言，磁力计与电器间的距离R足以作为双偶极子的模型，那 么也可从磁力计的测量结果中估计出距离R。其中，可估计出这一距离，而后再对人员 4的位置与行为进行描述。同时，若在环境6中不存在主要的高频磁性干扰，那么可以省去用于表示背景 噪声的步骤100。此处，也可通过许多不同的方法对所形成的磁场特性与数据库中所包含的磁场 特性做比较。例如，为了达到这一目的，可以参考下列文献《人类知识概念与算 法》(Artificial learning concepts and algorithms, A.Cornuegiols-L.Miclet-Y.Kodratoff-T. Mitchel， edition Eyrolles, 2nd 6dition)。具体而言，可以通过下列方法对所形成的磁场特性进行识别利用贝叶斯网络 对概率密度进行估计；利用神经网络或大型差额分离器(VMS)；抑或利用决策树进行识 别。同时，还可使用本文并未描述的磁场特性。例如，这种此时特性可以是时间演 变，或是电器所辐射的磁场的特性。也可以使用除分量的模与基本频率的比例之外的其 他比例。同样，也可单独用模MP1或单独用夹角Ci1来表征地磁场的局部干扰。另外，还可用带通滤波器，最好是带宽为5赫兹到1000赫兹的带通滤波器来替 代高通滤波器，以进行滤波。在作业108中，可通过在下一个持续时间ΔΤ所计算出的多个模Ma(tenv2间的平 均值来替代模Ma(tenv。而在环境6的一个位置或若干位置可以计算出多个模Ma(tenv。在后一种情况中， 如果可以计算出若干个模Mattenv,那么在剩下的作业中可以通过这些不同模Mattenv的平均 值来替代模Mattenv或者存储器44中独立记录的多个模Ma。·。随着所发生的变化，可以通过自感应为磁力计50供电，如通过位于附近的电器 所辐射的磁场进行供电。此处，所述的磁力计同样可以用来测量高频磁场与低频磁场。随着变化，可使 用两个不同的磁力计，以分别对这些磁场进行测量。而对于环境中用于对客体进行定位的信息而言，可以使用诸如在可定位的环 境中的GPS定位装置对电器进行测量的测量装置来获取。因此，上述通过地磁场的局部干扰对人进行定位的方法可本文所述的其他方法 独立完成，特别是可通过固定地电器所辐射出的电磁场对人进行定位的方法来完成。当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况 下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的 改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种用于确定环境中人员行为的方法，其中所述环境装配有能够响应人的命令而 在开启状态与关闭状态之间进行开关作业的多个电器，在“开启”状态中，所述电器辐 射与磁场特性相应的电磁场，而在“关闭”状态中所述电器不发出任何磁场或是发出与 不同于“开启”状态中表示相同电器特征的磁场特性相应的电磁场，其特征在于，包 括通过所述人员携带的磁力计对所述多个电器之一所产生的磁场进行测量；通过对所测得的磁场与预先记录的“开启”状态中多个电器的所述磁场特性进行比 较，以识别所述磁力计附近处于“开启”状态的电器；以及根据预先记录的行为标识符确定所述人员的行为，其中所述行为标识符与根据所述 磁场特性识别出的处于“开启”状态的电器相关联。
2.根据权利要求1所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，其中还包 括根据所述环境中被识别出的所述电器的位置信息的预先记录项目中确定所述人员的 行为。
3.根据权利要求1或2所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，其中包 括对所测得的所述磁场进行滤波，借以仅依据大于10赫兹的磁场的波谱分量执行所述 识别步骤。
4.根据权利要求1所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，所述环境 还装备了多个固定磁干扰单元，所述多个固定磁干扰单元用于产生所述地磁场的局部干 扰，所述方法包括通过所述人员所携带的所述磁力计对受到干扰的所述磁场进行测量；通过对测量到的受到干扰的所述磁场与在所述环境中测到的所处地磁场的局部干扰 的预先记录的磁场特性进行比较，借以识别所述磁力计所在的所述局部干扰；以及在通过所述磁场特性识别出的所述局部干扰的环境中根据预先记录的所述位置上的 信息项目确定所述人员的行为。
5.根据权利要求1所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，所述方法包 含通过磁力计测量贴敷于所述人员的参考方向与磁北间的夹角，进而根据所述夹角确 定所述人员的活动。
6.根据权利要求1所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，所述方法包 含对通过所述磁力计所测得的所述磁场的特性与预定的阈值进行比较，如果所述特性 超过所述预定的阈值，则不再对所述电器进行识别，如果所述特性未超过所述预定的阈 值，则继续对所述电器进行识别。
7.根据权利要求1所述的用于确定环境中人员行为的方法，其特征在于，其中所述对 人员行为进行确定的方法包含自动地从数据库中检索出与识别出的所述电器相关的行 为的至少一个标识符。
8.—种记录媒体，其特征在于，包含指令，所述指令用于在通过点击计算机执行 所述指令时，完成权利要求1至权利要求7中任意一项所述的用于在环境中确定人员行为 的方法。
9.一种用于确定环境中人员行为的系统，其特征在于，所述用于确定环境中人员行 为的系统，包含磁力计，所述磁力计由所述人员携带；数据库(54)，所述数据库包含有所述环境中多个电器的预先记录的磁场特性，其中 所述电器中的每一个都是可响应所述人员的命令在开启状态与关闭状态之间进行开关作 业，在“开启”状态中，所述电器辐射与磁场特性相应的电磁场，而在“关闭”状态中 所述电器不发出任何磁场或是发出与不同于“开启”状态中表示相同电器特征的磁场特 性相应的电磁场，其中所述数据库中所包含的所述每一个所述磁场特性允许在所述环境 中存在的不同电器中识别出处于“开启”状态的电器，以及 计算机，所述计算机用于通过对由磁力计所测出的磁场与数据库中预先记录的磁场特性相比较，识别出位于 磁力计附近且出于“开启”状态的电器；以及当根据所述磁场特性判断出所述电器出于“开启”状态时，根据与所识别出的所述 电器相关的至少一个预先记录的识别符确定人员的行为。
10.根据权利要求9所述的确定环境中人员行为的系统，其特征在于，其中所述系统 包含多个固定电器，所述多个固定电器位于所述环境中，同时所述多个固定电器的磁场 特性包含于所述数据库(54)中，所述多个固定电器从包含有内部电器、照明电器、热 电对流器及多媒体电器所组成的群组中选取。
全文摘要
本发明公开一种用于确定环境中人员行为的系统、方法及其记录媒体，该方法包含通过人员携带的磁力计对多个电器之一所产生的磁场进行测量；通过对所测得的磁场与预先记录的“开启”状态中多个电器的磁场特性进行比较，识别磁力计附近处于“开启”状态的电器；以及根据预先记录的行为标识符确定人员的行为，其中行为标识符与根据所述磁场特性识别出的处于“开启”状态的电器相关联。
文档编号G01V3/08GK102023314SQ20101028529
公开日2011年4月20日 申请日期2010年9月15日 优先权日2009年9月15日
发明者法瑞·里古隆·法兰科斯, 波兰潘·罗兰德, 维尔·法兰克 申请人:法国原子能源和替代能源委员会