宠物健康状态监测方法、装置、电子设备和存储介质与流程

本发明属于智能家居及宠物健康监测领域，具体涉及一种宠物健康状态监测方法、一种宠物健康状态监测装置、电子设备和计算机可读存储介质。

背景技术：

1、宠物健康管理是现代智能家居的重要组成部分。宠物的排泄物状态是判断消化道疾病、泌尿系统感染等常见疾病的重要健康指标。目前，针对通过排泄物监测宠物健康的技术方案主要分为以下几类。

2、其一，基于专用宠物设备的气体检测方案。例如，部分智能猫砂盆或狗厕所内置氨气传感器、压力传感器和摄像头，通过检测排泄物散发的氨气浓度并结合重量、影像数据，对粪便进行评估。此类设备能够记录排便次数、排泄量及排泄时间，并基于采集数据实现健康监测与预测。然而，该类方案的气体传感器仅部署在排泄物收集装置内部，感知范围局限于局部排泄区域，无法感知异味向全屋扩散的动态过程。其二，基于可穿戴设备的健康监测方案。部分宠物项圈中集成生物化学传感或气体检测装置，用于监测宠物呼吸或体表散发的代谢气体。但可穿戴设备需要宠物主动佩戴，电池续航有限，部分宠物对佩戴存在抵触行为，难以在家庭场景中大规模普及。

3、现有技术方案在宠物健康监测方面主要存在以下不足：

4、传感器数据孤立，缺乏跨设备协同感知能力。无论是智能猫砂盆、空气净化器还是清洁机器人，其气体传感器均部署在单一设备或局部区域内，传感器数量有限，感知范围局限于设备所在位置。气体信号与排泄事件之间缺乏精确的关联，现有方案的气体传感器多持续监测环境中的气体浓度，但未将气体浓度数据与某一次具体的排泄事件进行绑定。当排泄物在收集装置内积攒多次后，传感器读数反映的是多次排泄的叠加效应，而非单次排泄的即时气体释放特征，导致气体数据无法准确对应到具体的排泄事件。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种宠物健康状态监测方法、一种宠物健康状态监测装置、电子设备和相应的计算机可读存储介质，能够解决现有技术中气体传感器数据孤立、缺乏与排泄事件的时空关联、无法利用气体浓度动态特征进行健康推断的问题。

2、为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明实施例提供了一种宠物健康状态监测方法，该方法包括：

4、获取设置于家庭空间的多个位置的气体传感器采集的至少一种气体的气体浓度数据；所述气体浓度数据包括气体浓度、位置信息和时间信息；

5、根据所述至少一种气体的气体浓度数据，建立对应的气体浓度时空分布矩阵；所述气体浓度时空分布矩阵的元素的横坐标对应所述时间信息，元素的纵坐标对应各个气体传感器的位置信息，元素的值为各个气体传感器的气体浓度值；

6、获取宠物的排泄事件数据，并根据所述排泄事件数据和所述浓度时空分布矩阵，确定排泄事件对应的至少一种气体的气体浓度波形；

7、根据所述至少一种气体的气体浓度波形，确定对应的气体浓度动态特征的当前值；

8、根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值，确定宠物健康状态。

9、可选地，所述排泄事件数据包括排泄事件的时间戳；

10、所述根据所述排泄事件数据和所述浓度时空分布矩阵，确定排泄事件对应的至少一种气体的气体浓度波形，包括：

11、将所述排泄事件的时间戳之后的预设时间段，确定为分析时间窗口；

12、根据所述浓度时空分布矩阵，确定各个气体传感器在所述分析时间窗口内的气体浓度波形，并确定各个气体传感器的气体浓度峰值时刻；

13、确定各个气体传感器的气体浓度峰值时刻与所述时间戳的时间差；

14、若气体传感器的气体浓度峰值时刻与所述时间戳的时间差满足预设时间差范围，则确定所述气体浓度波形为所述排泄事件对应的气体浓度波形。

15、可选地，所述根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值，确定宠物健康状态，包括：

16、确定宠物关联的至少一种气体的气体浓度动态特征的均值和标准差；

17、根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值和对应的均值和标准差，确定宠物健康状态。

18、可选地，所述确定宠物关联的至少一种气体的气体浓度动态特征的均值和标准差，包括：

19、获取宠物关联的至少一种气体的气体浓度动态特征的历史特征值；

20、根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的历史特征值，确定对应的每个气体浓度动态特征的均值和标准差。

21、可选地，所述气体浓度动态特征包括：气体浓度上升平均斜率；

22、所述根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值和对应的均值和标准差，确定宠物健康状态，包括：

23、当所述至少一种气体的气体浓度上升平均斜率的当前值与对应的均值的差值，大于对应的标准差的第一预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

24、可选地，所述气体浓度动态特征还包括：气体浓度衰减平均斜率；

25、所述根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值和对应的均值和标准差，确定宠物健康状态，包括：

26、当所述至少一种气体的气体浓度衰减平均斜率的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第二预设倍数、且对应的气体浓度上升平均斜率的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第三预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

27、可选地，所述气体浓度动态特征还包括：不同气体成分之间的浓度比例；所述气体包括氨气、硫化氢和总挥发性有机化合物中的至少一种；

28、所述根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值和对应的均值和标准差，确定宠物健康状态，包括：

29、当氨气与硫化氢的浓度比例当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第四预设倍数，或，氨气与总挥发性有机化合物的浓度比例的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第五预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

30、可选地，还包括：

31、根据所述浓度时空分布矩阵，确定气味等级；

32、根据所述气味等级，控制所述家庭空间的空气净化设备执行空气净化操作。

33、第二方面，本发明实施例提供了一种宠物健康状态监测的装置，该装置包括：

34、气体浓度数据获取模块，用于获取设置于家庭空间的多个位置的气体传感器采集的至少一种气体的气体浓度数据；所述气体浓度数据包括气体浓度、位置信息和时间信息；

35、分布矩阵建立模块，用于根据所述至少一种气体的气体浓度数据，建立对应的气体浓度时空分布矩阵；所述气体浓度时空分布矩阵的元素的横坐标对应所述时间信息，元素的纵坐标对应各个气体传感器的位置信息，元素的值为各个气体传感器的气体浓度值；

36、气体浓度波形确定模块，用于获取宠物的排泄事件数据，并根据所述排泄事件数据和所述浓度时空分布矩阵，确定排泄事件对应的至少一种气体的气体浓度波形；

37、当前值确定模块，用于根据所述至少一种气体的气体浓度波形，确定对应的气体浓度动态特征的当前值；

38、宠物健康状态确定模块，用于根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值，确定宠物健康状态。

39、可选地，所述排泄事件数据包括排泄事件的时间戳；

40、所述气体浓度波形确定模块，包括：

41、分析时间窗口确定子模块，用于将所述排泄事件的时间戳之后的预设时间段，确定为分析时间窗口；

42、峰值时刻确定子模块，用于根据所述浓度时空分布矩阵，确定各个气体传感器在所述分析时间窗口内的气体浓度波形，并确定各个气体传感器的气体浓度峰值时刻；

43、时间差确定子模块，用于确定各个气体传感器的气体浓度峰值时刻与所述时间戳的时间差；

44、气体浓度波形确定子模块，用于若气体传感器的气体浓度峰值时刻与所述时间戳的时间差满足预设时间差范围，则确定所述气体浓度波形为所述排泄事件对应的气体浓度波形。

45、可选地，所述宠物健康状态确定模块，包括：

46、均值和标准差确定子模块，用于确定宠物关联的至少一种气体的气体浓度动态特征的均值和标准差；

47、宠物健康状态确定子模块，用于根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的当前值和对应的均值和标准差，确定宠物健康状态。

48、可选地，所述均值和标准差确定子模块，包括：

49、历史特征值确定单元，用于获取宠物关联的至少一种气体的气体浓度动态特征的历史特征值；

50、均值和标准差确定单元，用于根据所述至少一种气体的气体浓度动态特征的历史特征值，确定对应的每个气体浓度动态特征的均值和标准差。

51、可选地，所述气体浓度动态特征包括：气体浓度上升平均斜率；

52、所述宠物健康状态确定子模块，包括：

53、第一宠物健康状态确定单元，用于当所述至少一种气体的气体浓度上升平均斜率的当前值与对应的均值的差值，大于对应的标准差的第一预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

54、可选地，所述气体浓度动态特征还包括：气体浓度衰减平均斜率；

55、所述宠物健康状态确定子模块，包括：

56、第二宠物健康状态确定单元，用于当所述至少一种气体的气体浓度衰减平均斜率的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第二预设倍数、且对应的气体浓度上升平均斜率的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第三预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

57、可选地，所述气体浓度动态特征还包括：不同气体成分之间的浓度比例；所述气体包括氨气、硫化氢和总挥发性有机化合物中的至少一种；

58、所述宠物健康状态确定子模块，包括：

59、第三宠物健康状态确定单元，用于当氨气与硫化氢的浓度比例当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第四预设倍数，或，氨气与总挥发性有机化合物的浓度比例的当前值与对应的均值的差值大于对应的标准差的第五预设倍数，则确定宠物健康状态为异常。

60、可选地，还包括：

61、气味等级确定模块，用于根据所述浓度时空分布矩阵，确定气味等级；

62、空气净化模块，用于根据所述气味等级，控制所述家庭空间的空气净化设备执行空气净化操作。

63、第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，该电子设备包括处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序或指令，所述程序或指令被所述处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

64、第四方面，本发明实施例提供了一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储程序或指令，所述程序或指令被处理器执行时实现如第一方面所述的方法的步骤。

65、本发明实施例包括以下优点：

66、在本发明实施例中，介绍了一种宠物健康状态监测方法。通过获取全屋分布式气体传感器采集的包含位置与时间信息的气体浓度数据并构建时空分布矩阵，打破了传感器数据孤立局限，实现了跨设备协同感知；通过将排泄事件数据与浓度时空分布矩阵关联，确定与排泄事件对应的气体浓度波形，建立了气体信号与单次排泄事件的对应关系；通过从气体浓度波形中提取动态特征并据此确定宠物健康状态，能够从气味释放速率、衰减特性等维度捕捉健康与异常排泄物的差异，实现宠物健康状态的早期判断。本发明提升了宠物健康监测的灵敏度和准确性，同时无需宠物佩戴专用设备，可利用现有智能家居气体传感器实现非侵入式监测。