软件学报
軟件學報
연건학보
JOURNAL OF SOFTWARE
2013年
8期
1898-1908
,共11页
佩戴位置%移动设备%惯性传感器%旋转模式
珮戴位置%移動設備%慣性傳感器%鏇轉模式
패대위치%이동설비%관성전감기%선전모식
on-body position%mobile device%inertial sensor%rotation pattern
移动设备计算能力和传感能力的发展,使其可以为用户提供多种基于情境信息的服务.移动设备的佩戴位置作为一种重要的情境信息,影响着其他用户活动的识别效果和移动应用的自适应功能.分析得出当移动设备在不同身体部位佩戴时,旋转变化模式不同.提出了一种识别设备随身佩戴位置的方法.该方法使用加速计与陀螺仪两种传感器进行数据融合,计算出旋转半径、角速度幅度和重力加速度并提取特征.在分类时,使用随机森林作为分类器,并与使用支持向量机的方案进行了对比.为了检验其效果,在包含3种佩戴位置和13种用户活动种类的公开数据集上进行了实验.实验结果显示,该方法能够达到平均95.39%的交叉验证准确率;同时表明,在满足旋转占主要成分和重力加速度方向稳定的前提下,使用旋转变化信息和集成分类器有助于提高分类效果.与之前的方法相比,该方法可以更准确地对佩戴位置进行区分,并对新用户与新活动类型情况下的位置识别具备更强的泛化能力.
移動設備計算能力和傳感能力的髮展,使其可以為用戶提供多種基于情境信息的服務.移動設備的珮戴位置作為一種重要的情境信息,影響著其他用戶活動的識彆效果和移動應用的自適應功能.分析得齣噹移動設備在不同身體部位珮戴時,鏇轉變化模式不同.提齣瞭一種識彆設備隨身珮戴位置的方法.該方法使用加速計與陀螺儀兩種傳感器進行數據融閤,計算齣鏇轉半徑、角速度幅度和重力加速度併提取特徵.在分類時,使用隨機森林作為分類器,併與使用支持嚮量機的方案進行瞭對比.為瞭檢驗其效果,在包含3種珮戴位置和13種用戶活動種類的公開數據集上進行瞭實驗.實驗結果顯示,該方法能夠達到平均95.39%的交扠驗證準確率;同時錶明,在滿足鏇轉佔主要成分和重力加速度方嚮穩定的前提下,使用鏇轉變化信息和集成分類器有助于提高分類效果.與之前的方法相比,該方法可以更準確地對珮戴位置進行區分,併對新用戶與新活動類型情況下的位置識彆具備更彊的汎化能力.
이동설비계산능력화전감능력적발전,사기가이위용호제공다충기우정경신식적복무.이동설비적패대위치작위일충중요적정경신식,영향착기타용호활동적식별효과화이동응용적자괄응공능.분석득출당이동설비재불동신체부위패대시,선전변화모식불동.제출료일충식별설비수신패대위치적방법.해방법사용가속계여타라의량충전감기진행수거융합,계산출선전반경、각속도폭도화중력가속도병제취특정.재분류시,사용수궤삼림작위분류기,병여사용지지향량궤적방안진행료대비.위료검험기효과,재포함3충패대위치화13충용호활동충류적공개수거집상진행료실험.실험결과현시,해방법능구체도평균95.39%적교차험증준학솔;동시표명,재만족선전점주요성분화중력가속도방향은정적전제하,사용선전변화신식화집성분류기유조우제고분류효과.여지전적방법상비,해방법가이경준학지대패대위치진행구분,병대신용호여신활동류형정황하적위치식별구비경강적범화능력.
The development of the computing power and sensing ability of mobile devices allows them to provide various context-adapted services to users. The on-body position of mobile devices, which is one kind of important context information, affects the recognition of other human activities and the adaptability of many mobile applications. The study provides a method to recognize the on-body positions of mobile devices, inspired by the analysis that different positions on the body have distinguishable rotation patterns. The research then fuses the data sensed by the accelerometer and the gyroscope to calculate the rotation radius, the magnitude of the angular velocity as well as the gravity acceleration and then extract a set of features. A classifier based on the Random Forest is used for classification and compared with the solution based on the support vector machine. To evaluate the method, the paper conducts an experiment on a public dataset with 3 types of positions and 13 types of activities. Results show that the method achieved an accuracy of 95.39%on average in the cross validation and indicate that when rotation is the main component in the movement and the direction of the gravity acceleration is stable, the information about rotation variation and the ensemble classifier are useful to improve the classification accuracy. Compared to previous works, it is able to classify the positions more precisely and has more generalization ability for new users and new activities.