基于室內(nèi)傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的行為軌跡幾何代數(shù)建模與特征分析方法的中期報(bào)告

基于室內(nèi)傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的行為軌跡幾何代數(shù)建模與特征分析方法的中期報(bào)告本文主要介紹基于室內(nèi)傳感網(wǎng)數(shù)據(jù)的行為軌跡幾何代數(shù)建模與特征分析方法的中期報(bào)告。首先介紹了研究背景和意義，然后概述了研究方法和流程，接著詳細(xì)闡述了所設(shè)計(jì)的行為軌跡幾何代數(shù)模型及其實(shí)現(xiàn)方法，最后對(duì)模型分析方法進(jìn)行了初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。一、研究背景和意義室內(nèi)傳感網(wǎng)（WSN）是一種無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，它由大量分布在室內(nèi)環(huán)境中的傳感器構(gòu)成，可用于實(shí)現(xiàn)對(duì)室內(nèi)環(huán)境狀態(tài)的監(jiān)測(cè)和控制。WSN技術(shù)在室內(nèi)環(huán)境監(jiān)測(cè)和控制、智能家居等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。WSN數(shù)據(jù)中的行為軌跡信息具有很強(qiáng)的時(shí)空關(guān)聯(lián)性和幾何特征，因此對(duì)其進(jìn)行建模和分析具有重要意義。本研究的目的是基于WSN數(shù)據(jù)建立行為軌跡幾何代數(shù)模型，并利用該模型進(jìn)行行為軌跡的描述和分析。具體包括以下幾個(gè)方面：1.利用WSN數(shù)據(jù)建立行為軌跡幾何代數(shù)模型，實(shí)現(xiàn)對(duì)行為軌跡的描述和編碼。2.通過對(duì)行為軌跡的幾何和代數(shù)分析，提取出行為軌跡的幾何和代數(shù)特征，為進(jìn)一步的行為識(shí)別和分析提供支持。3.利用行為軌跡的幾何和代數(shù)特征，開展相關(guān)應(yīng)用研究，例如行為識(shí)別、異常檢測(cè)、路徑規(guī)劃等。二、研究方法和流程本研究的方法和流程如下圖所示：三、行為軌跡幾何代數(shù)模型及其實(shí)現(xiàn)方法為了實(shí)現(xiàn)對(duì)行為軌跡的描述和編碼，我們?cè)O(shè)計(jì)了行為軌跡幾何代數(shù)模型。該模型由行為軌跡空間幾何模型和行為軌跡代數(shù)模型兩部分組成。1.行為軌跡空間幾何模型行為軌跡空間幾何模型采用二維平面直角坐標(biāo)系表示室內(nèi)空間。在該坐標(biāo)系中，每個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)，每個(gè)移動(dòng)物體對(duì)應(yīng)一條軌跡。假設(shè)有$n$個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，第$i$個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)為$(X_i,Y_i)$；第$k$個(gè)移動(dòng)物體在第$t$個(gè)時(shí)刻時(shí)位于第$i$個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)，表示為$(i,t)$，通過連線可得到該物體在$t$時(shí)刻的位置。移動(dòng)物體在室內(nèi)的移動(dòng)可以抽象為走過一系列線段，因此行為軌跡可以表示為一組線段的集合。2.行為軌跡代數(shù)模型行為軌跡代數(shù)模型采用整型編碼表示移動(dòng)物體在空間的位置狀態(tài)。假設(shè)時(shí)間總長(zhǎng)度為$T$，則一條行為軌跡可表示為一個(gè)$T×n$的二維矩陣，其中矩陣$(i,t)$位置的取值為節(jié)點(diǎn)$i$在$t$時(shí)刻被占用的次數(shù)，0表示沒有物體，大于0的數(shù)表示物體的標(biāo)識(shí)。例如，矩陣$(i,t)=k$表示$k$號(hào)移動(dòng)物體在$t$時(shí)刻位于節(jié)點(diǎn)$i$。四、初步實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的行為軌跡幾何代數(shù)模型和特征分析方法的有效性，我們開展了基于真實(shí)WSN數(shù)據(jù)的實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于一個(gè)辦公室內(nèi)的WSN系統(tǒng)，共包含6個(gè)傳感器節(jié)點(diǎn)和3個(gè)人員。我們?cè)趯?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)上驗(yàn)證了行為軌跡的空間和代數(shù)特征，并通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果證明了所設(shè)計(jì)的行為軌跡幾何代數(shù)模型和特征分析方法的有效性。五、總結(jié)本研究基于WSN數(shù)據(jù)提出了一種行為軌跡幾何代數(shù)建模與特征分析方法。該方法將行為軌跡建模為幾何模型和代數(shù)模型兩部分，并利用該模型提取行為軌跡的幾何和代數(shù)特征，為進(jìn)一步的行為識(shí)別和分析提供