背景介绍

可穿戴式设备的流行,让我们可以更便利地使用传感器获取人体的各项数据,甚至生理数据。

当传感器采集到大量数据后,我们就可以通过对数据进行分析和建模,通过各项特征的数值进行用户状态的判断,根据用户所处的状态提供给用户更加精准、便利的服务。



数据介绍
  • 我们现在收集了来自A,B,C,D,E,5位用户的可穿戴设备上的传感器数据,每位用户的数据集包含一个特征文件(a.feature)和一个标签文件(a.label )。
  • 特征文件中每一行对应一个时刻的所有传感器数值,标签文件中每行记录了和特征文件中对应时刻的标记过的用户姿态,两个文件的行数相同,相同行之间互相对应。

数据介绍-feature

我们的特征文件共包含41列特征,数据内容。

11实例分析之人体运动状态预测实例分析_分类算法

特征文件的各项特征:

11实例分析之人体运动状态预测实例分析_数据_02

1时间戳,2心率,3-15传感器1,16-18传感器2,29-41传感器3

传感器1:对应13列数据特征,包含:1项温度数据、3项一型三轴加速度数据、3项二型三轴加速度数据、3项三轴陀螺仪数据和3项三轴磁场数据。

  • 3温度:人体温度数据可以反映当前活动的剧烈程度,一般在静止状态时,体温趋于稳定在36.5度上下;当温度高于37度时,可能是进行短时间的剧烈运动,比如跑步和骑行。

  • 4-6一型三轴加速度,7-9二型三轴加速度:在数据中有两个型号的加速度传感器,可以通过互相印证的方式,保证数据的完整性和准确性。通过加速度传感器对应的三个数值,可以知道空间中x、y、z三个轴上对应的加速度,而空间上的加速度和用户的姿态有密切的关系,比如用户向上起跳时,z轴上的加速度会激增。

  • 10-12三轴陀螺仪:陀螺仪是角运动检测的常用仪器,可以判断出用户佩戴传感器时的身体角度是水平、倾斜还是垂直。直观地,通过这些数值都是推断姿态的重要指标。

  • 13-15三轴磁场:磁场传感器可以检测用户周围的磁场强度和数值大小,这些数据可以帮助我们理解用户所处的环境。比如在一个办公场所,用户座位附近的磁场是大体上固定的,当磁场发生改变时,我们可以推断用户的位置和场景发生了变化。


数据介绍-label

标签文件内容如图所示,每一行代表与特征文件中对应行的用户姿态类别。总共有0-24共25种身体姿态,如:无活动状态,坐态、跑态等。标签文件作为训练集的标准参考准则,可以进行特征的监督学习。

11实例分析之人体运动状态预测实例分析_分类算法_03



任务介绍

个人猜想:

  • 假设现在出现了一个新用户,但只有传感器采集的数据,那么该如何得到这个新用户的姿态?
  • 又或者对同一用户如果传感器采集了新的数据,怎么样根据新的数据判断当前用户处于什么样的姿态?

任务介绍

  • 在明确这是一个分类问题的情况下,我们可以选定某种分类模型(或者说是算法),通过使用训练数据进行模型学习,然后对每个测试样本给出对应的分类结果。
  • 机器学习的分类算法众多,在接下来将学习介绍经典的分类算法,如K近邻、决策树和朴素贝叶斯的原理和实现。