1.一種基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的跌倒預(yù)測方法,其特征在于,所述方法包括:
從預(yù)先采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的樣本空間內(nèi)提出多組樣本數(shù)據(jù);
利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,進(jìn)而形成用于跌倒預(yù)測的多個(gè)第一分類函數(shù)并為所述第一分類函數(shù)分配相應(yīng)的函數(shù)權(quán)重,其中所述第一分類函數(shù)的預(yù)測準(zhǔn)確度越高,對應(yīng)的所述函數(shù)權(quán)重越大;
利用所述函數(shù)權(quán)重對所述第一分類函數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和,進(jìn)而形成第二分類函數(shù);
利用所述第二分類函數(shù)對實(shí)時(shí)采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行跌倒預(yù)測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法,其特征在于,所述利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的步驟包括:
為各所述樣本數(shù)據(jù)分別分配一數(shù)據(jù)權(quán)重并進(jìn)行初始化;
利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,進(jìn)而形成所述多個(gè)第一分類函數(shù)中的一部分;
將所述第一分類函數(shù)對各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果與各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果的差異大于預(yù)設(shè)閾值的所述樣本數(shù)據(jù)的所述數(shù)據(jù)權(quán)重進(jìn)行累加,進(jìn)而獲得所述第一分類函數(shù)所對應(yīng)的預(yù)測誤差;
基于所述預(yù)測誤差計(jì)算所述第一分類函數(shù)的所述函數(shù)權(quán)重,其中所述預(yù)測誤差越大,所述函數(shù)權(quán)重越??;
判斷是否滿足迭代結(jié)束條件;
若不滿足所述迭代結(jié)束條件,則基于所述函數(shù)權(quán)重、各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果和各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果對各所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整,并返回所述利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的步驟,進(jìn)而形成新的所述第一分類函數(shù);其中針對同一所述樣本數(shù)據(jù),所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果與所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果差異越大,調(diào)整后的所述數(shù)據(jù)權(quán)重越大。
3.根據(jù)權(quán)利要求2中的方法,其特征在于,所述為各所述樣本數(shù)據(jù)分別分配一數(shù)據(jù)權(quán)重并進(jìn)行初始化的步驟包括:
將各所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)權(quán)重初始化為1/m,其中m為所述多組樣本數(shù)據(jù)中的所述樣本數(shù)據(jù)的組數(shù)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2中的方法,其特征在于,所述基于所述預(yù)測誤差計(jì)算所述第一分類函數(shù)的所述函數(shù)權(quán)重的步驟包括:
通過如下公式計(jì)算所述函數(shù)權(quán)重:
其中,at為所述函數(shù)權(quán)重,bt為所述預(yù)測誤差,ln為以自然常數(shù)e為底的對數(shù)函數(shù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求2中的方法,其特征在于,所述基于所述函數(shù)權(quán)重、各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果和各所述樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果對各所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整的步驟包括:
通過以下公式對各所述樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)權(quán)重進(jìn)行調(diào)整:
其中,Dt(i)為第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)調(diào)整前的所述數(shù)據(jù)權(quán)重,Dt+1(i)為第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)調(diào)整后的所述數(shù)據(jù)權(quán)重,Bt為歸一化因子,用于使得調(diào)整后的所述多個(gè)樣本數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)權(quán)重歸一化,at為所述函數(shù)權(quán)重,gt(xi)為第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)的預(yù)測結(jié)果,yi為第i個(gè)樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果,exp為以自然常數(shù)e為底的指數(shù)函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法,其特征在于,所述利用所述函數(shù)權(quán)重對所述第一分類函數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和的步驟包括:
利用如下公式對所述第一分類函數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和:
其中,h(x)為所述第二分類函數(shù),ft(x)為第t個(gè)第一分類函數(shù),at為第t個(gè)第一分類函數(shù)的所述函數(shù)權(quán)重,sign為符號函數(shù)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法,其特征在于,所述方法進(jìn)一步包括:
將所述實(shí)時(shí)采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)作為所述樣本數(shù)據(jù),并進(jìn)一步返回至所述利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練的步驟。
8.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法,其特征在于,所述從預(yù)先采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的樣本空間內(nèi)提出多組樣本數(shù)據(jù)的步驟之前,進(jìn)一步包括:
利用運(yùn)動傳感器采集人體在跌倒過程中的運(yùn)動數(shù)據(jù);
提取跌倒發(fā)生時(shí)刻前的多個(gè)第一采樣點(diǎn)的所述運(yùn)動數(shù)據(jù)作為第一樣本數(shù)據(jù),并對所述第一樣本數(shù)據(jù)添加第一標(biāo)識;
提取人體處于正常狀態(tài)下的多個(gè)第二采樣點(diǎn)的所述運(yùn)動數(shù)據(jù)作為第二樣本數(shù)據(jù),并對所述第二樣本數(shù)據(jù)添加第二標(biāo)識;
將所述第一樣本數(shù)據(jù)和所述第二樣本數(shù)據(jù)進(jìn)行組合,進(jìn)而形成所述樣本空間,其中所述第一標(biāo)識用于表示所述第一樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果,所述第二標(biāo)識用于表示所述第二樣本數(shù)據(jù)的預(yù)期結(jié)果。
9.根據(jù)權(quán)利要求8中的方法,其特征在于,所述運(yùn)動數(shù)據(jù)包括加速度、角速度以及傾斜角。
10.根據(jù)權(quán)利要求1中的方法,其特征在于,所述人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)為后向反饋人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。
11.一種跌倒氣囊防護(hù)裝置,其特征在于,包括:
樣本模塊,用于從預(yù)先采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)的樣本空間內(nèi)提出多組樣本數(shù)據(jù);
訓(xùn)練模塊,用于利用所述多組樣本數(shù)據(jù)對人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練,進(jìn)而形成用于跌倒預(yù)測的多個(gè)第一分類函數(shù)并為所述第一分類函數(shù)分配相應(yīng)的函數(shù)權(quán)重,其中所述第一分類函數(shù)的預(yù)測準(zhǔn)確度越高,對應(yīng)的所述函數(shù)權(quán)重越大;
函數(shù)模塊,用于利用所述函數(shù)權(quán)重對所述第一分類函數(shù)進(jìn)行加權(quán)求和,進(jìn)而形成第二分類函數(shù);
預(yù)測模塊,用于利用所述第二分類函數(shù)對實(shí)時(shí)采集的人體運(yùn)動數(shù)據(jù)進(jìn)行跌倒預(yù)測。