一种基于人工智能技术的宠物状态识别装置

本发明涉及电子信息和人工智能技术，特别涉及宠物识别相关的人工智能技术。

背景技术：

1、随着社会发展，越来越多的城市居民选择购买一只宠物作为陪伴。与之而来的问题逐渐显现。例如，宠物犬的吠叫在夜晚不仅有损与邻里关系，容易造成社区矛盾，更对主人的生活规律形成了极大影响。而对于新手来说，由于自身养宠经验不足，无法理解宠物行为的意图，致使这些问题更加棘手。所以社会急需一种宠物状态识别装置来帮助养宠人了解宠物。

2、声纹分析是指对声音信号进行系统性研究和评估的过程。它包括对声音的各种特征进行定量和定性分析，如频率、振幅、音调、时域特征(如持续时间、起始时间)、频域特征(如频谱分布)、声音的时间变化等。其通常用于音乐、语音识别、环境声音分析、医学诊断等领域，以提取有用信息、改进音频处理技术、甄别声音来源或者评估声音质量。

3、生物传感器是一种用于测量生物体内参数的装置，如心率和体温。它们可以以数字形式输出数据，使用户能够监测宠物的生理状态。生物传感器通常包括心率监测仪和体温传感器等设备。

4、随着技术发展，人工智能逐渐加入上述技术中。其发展包括特征提取、模型训练和性能优化等方面，而随着深度学习等技术的进步，使声纹分析在语音识别、安全验证等领域也得到广泛应用。

5、以前相关的发明专利多集中于笼统的方法或系统，不能有效保证装置识别的正确性和科学性，这为发明的实用性打上了一个大大的问号。

技术实现思路

1、本发明目的在于克服上述背景技术所述的问题，提供一种准确率高、操作方便的宠物状态识别装置。本系统可以科学的反映宠物展露出来的生理特征背后的行为意图、情绪状况和健康状况，帮助主人更好的理解宠物需求并采取恰当应对措施。

2、为实现上述目的，本发明提供的解决方案如下：

3、一种基于人工智能技术的宠物状态识别装置，包括：

4、信号采集及传输单元，用于接受各种信号并将其传输至终端；

5、信号处理及结果展示单元，用于将输入的信号利用人工智能技术，处理比对，得出最终输入信息所属宠物的状态，并展示；且为用户提供可能的应对这种状态的建议。

6、优选地，所述的宠物状态包括但不限于宠物的情绪、健康状况等。

7、优选地，所述的信号采集及传输单元，包括电源模块、信号采集模块和信号传输模块。

8、优选地，所述的信号处理及结果展示单元，包括数据处理模块和结果展示模块。

9、优选地，所述的电源模块，采用微型电源，用于向信号采集及传输单元供电。

10、优选地，所述的信号采集模块，采用以下采集器：

11、加速度计和陀螺仪，用于追踪宠物的运动模式和活动水平，包括行走、奔跑、跳跃等；

12、心率传感器，贴近宠物皮肤，用于监测宠物的心率情况；

13、体温传感器，贴近宠物皮肤，用于监测宠物体温；

14、声音传感器，用于录制宠物的叫声；

15、gps定位器，用于追踪宠物的位置；

16、进行宠物全方位生理特征的收集。

17、优选地，其特征在于，所述的信号传输模块，采用蓝牙或wifi，用于将信号传输至移动终端。

18、优选地，所述的数据处理模块，工作内容包括：

19、数据预处理，包括数据清洗，用于移除无效或错误的数据点，如心率异常点和音频噪音；

20、特征提取，通过mfcc，对预处理好的不同种类的数据进行不同特征的提取；

21、数据标签，采用动物专家进行人工评定的方式对已采集好的数据集进行分类、标签，便于后续模型训练学习；

22、建立模型，利用多种人工智能模型，包括循环神经网络(rnn)、卷积神经网络(cnn)、深度神经网络(dnn)和融合模型等对特征进行处理，建立适用于本装置目标的模型；

23、模型训练及验证，使用已有数据集对模型进行训练，并使用交叉验证方式对结果进行验证分析，确保模型的准确性和泛化能力；

24、模型优化，利用调参优化模型准确度，且在实际投入使用后，收集用户反馈评估模型的实用性和准确性，并进行优化迭代。

25、优选地，所述的结果展示模块，采用开发app的形式，其中包括用户反馈模块和结果展示及建议模块。

26、优选地，所述的用户反馈模块，用于了解模型准确性，并进行迭代和优化模型；所述的结果展示及建议模块，用于直观的展示宠物状态并利用互联网搜索为用户提供可能的最优对策。

27、本发明提供的一种宠物状态识别装置可以达成以下效果：

28、更加精确识别宠物吠叫及多种生理状态的情绪状态和行为目的，帮助养宠人更加科学的应对饲养宠物，可以有效的促进人与宠物之间的和谐关系。同时，也可帮助主人监视宠物状态，有效的预防意外情况的发生，提高了宠物状态识别领域产品在市场中的实用性。

技术特征：

1.一种基于人工智能技术的宠物状态识别装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的宠物状态包括但不限于宠物的情绪、健康状况等。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号采集及传输单元，包括电源模块、信号采集模块和信号传输模块。

4.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号处理及结果展示单元，包括数据处理模块和结果展示模块。

5.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的电源模块，采用微型电源，用于向信号采集及传输单元供电。

6.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号采集模块，采用以下采集器：

7.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述的信号传输模块，采用蓝牙或wifi，用于将信号传输至移动终端。

8.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的数据处理模块，工作内容包括：

9.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的结果展示模块，采用开发app的形式，其中包括用户反馈模块和结果展示及建议模块。

10.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述的用户反馈模块，用于了解模型准确性，并进行迭代和优化模型；所述的结果展示及建议模块，用于直观的展示宠物状态并利用互联网搜索为用户提供可能的最优对策。

技术总结
本发明涉及电子信息和人工智能技术，特别涉及宠物状态识别相关的人工智能技术。本发明提供一种基于人工智能技术的宠物状态识别装置，包括信号采集及传输单元和信号处理及结果展示单元，其中信号采集及传输单元包括电源模块、信号采集模块和信号传输模块，信号处理及结果展示单元包括数据处理模块和结果展示模块，其中数据处理模块利用多种人工智能技术构建融合模型，结果展示模块开发APP为用户提供服务。本发明能够准确地、可持续地提供宠物吠叫及生理状态背后的情绪展露和行为意图，帮助养宠人更好的理解宠物状态，减轻他们的负担。

技术研发人员：张漪帆,钟德明
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：
技术公布日：2024/3/11