专利介绍撰写助手

0 浏览
0 试用
0 购买
Oct 4, 2025更新

生成精准且专业的专利介绍,突出发明背景与主要方面。

示例1

专利介绍初稿(对外交流稿)

一、文件性质与适用范围
本文件系关于一种面向无人机与移动机器人之多传感器融合定位与导航发明的对外交流性技术法律介绍,旨在清晰界定拟保护的技术方案之技术背景、待解决的技术问题、核心方案、关键模块、适用场景与可量化指标。本文件不构成对权利要求范围之限定,最终以正式提交之专利申请文件为准;亦不构成商业承诺或担保。

二、技术背景
本发明涉及智能无人系统定位与导航技术领域,具体涉及在GNSS易失效或质量退化环境(例如城市峡谷、室内/地下、植被遮挡等)中,融合惯性测量单元(IMU)、视觉传感(单目/双目/鱼眼/VIO)与超宽带(UWB)测距/测距测角数据,获得稳健、低功耗、高可用性的状态估计(位置、姿态、速度与相关偏置)。现有技术中:
- 多源传感器采样频率与时钟基准不一致,异步与抖动引致融合漂移与稳定性下降。
- 视觉/无线链路在遮挡、光照变化、非视距(NLOS)条件下易退化,导致突发性误差与故障。
- 深度模型在边缘端算力与能耗受限,难以在低功耗平台上实时运行。
- 缺乏可靠不确定性评估与安全阈值管理,难以实现可证明的故障检测与故障切换(FDIR)。
- 传统模型更新难(联机适配、场景迁移、OTA安全升级不足),影响生命周期性能与合规性。

三、待解决的技术问题(痛点)
本发明拟解决以下技术问题:
1) 多源异步与时延动态变化导致的时间配准误差及其对融合稳定性的系统性影响;
2) 在低功耗边缘硬件上实现具鲁棒性的多模态特征提取与时序建模;
3) 在安全关键任务下对估计结果进行不确定性量化,并据以实施安全阈值管理与自动故障切换;
4) 在受限硬件(ARM+NPU)上实现可持续演进的本地小样本增量学习与安全OTA热更新。

四、核心技术方案概述
本发明提出一种基于轻量化Transformer的惯导/视觉/UWB多传感器融合定位与导航方法与装置,其特征在于:
1) 自适应时序对齐机制:建立跨模态时间偏差与采样抖动的在线估计,将时间偏差作为可观测隐变量纳入端到端优化与/或滤波更新,通过对跨模态特征互信息/相关性最大化实现自适应插值与重采样,缓解多源异步带来的系统性偏差。
2) 稀疏注意力低功耗实现:采用块稀疏/局部+全局混合稀疏注意力与线性化注意力策略,结合权重量化与算子融合,在边缘NPU上实现低比特、低时延推理,满足实时性与功耗约束。
3) 不确定性估计与安全控制:输出状态估计及协方差/置信区间(含异方差不确定性),依据可置信度指标设定安全阈值,触发故障检测、隔离与切换(例如退化至INS+UWB或纯惯导短时保形),实现可验证的安全保障。

上述Transformer模块作为时序特征编码器与跨模态对齐器,输出用于贝叶斯融合器的状态增量与测量噪声刻画;融合器可采用扩展卡尔曼滤波/无迹卡尔曼滤波/固定区间平滑等实现统一状态估计。整体系统支持在线小样本增量学习与OTA热更新,确保在不同场景下维持可用性与性能稳定。

五、关键模块与工作流程
- 传感器接入与时间基准层:支持IMU、视觉、UWB的硬件时戳采集;提供时钟漂移估计与时间同步初值。
- 自适应时序对齐模块:
  • 动态估计跨模态时延与抖动,基于估计结果实施重采样/插值;
  • 端到端训练中以对齐误差最小化为正则,联合最大似然提升对齐精度。
- 轻量化Transformer特征编码模块:
  • 稀疏注意力与分层编码结构,提取跨模态时序关联;
  • 模型剪枝与量化,算子适配NPU,实现实时低功耗推理。
- 不确定性估计与安全阈值模块:
  • 输出协方差矩阵/分位置信号,进行误差校准(如温度缩放/保序校准);
  • 基于阈值的FDIR策略:检测→隔离→切换(降级模式/重构模式)。
- 融合与状态估计模块:
  • 将Transformer输出之观测与不确定性输入贝叶斯融合器,得到位置、姿态、速度与IMU偏置的联合估计;
  • 对UWB量测实施鲁棒加权与离群点抑制,提高NLOS场景鲁棒性。
- 本地增量学习与模型管理:
  • 支持小样本增量适配与回放缓冲,限制灾难性遗忘;
  • OTA热更新采用签名校验与A/B分区回滚机制,确保在役安全。
- 边缘部署与功耗管理:
  • ARM通用核承担调度/滤波,NPU承担Transformer推理;
  • 依据任务负载自适应调整帧率/序列长度,实现能效最优。

六、实施路线(工程化)
- 硬件平台:ARM CPU + 边缘NPU的嵌入式系统,满足实时性与<2W功耗目标。
- 软件栈:RTOS或轻量Linux,异步I/O管线,NPU推理引擎(量化INT8/混合精度),融合器以C/C++实现。
- 数据闭环:部署前离线预训练,现场以少量标定样本进行快速域适配;运行中基于不确定性触发选择性微调;通过安全OTA分发模型与参数更新。

七、应用场景
- 城市峡谷无人机与地面移动机器人(AMR/AGV)高可用定位与路径跟随;
- 室内物流、工业园区、矿区与隧道等GNSS受限环境;
- 基础设施巡检(桥梁、电力、管廊)、多机协同定位(辅以UWB基站/对等测距);
- 末端配送、安防巡检及仓储拣选等对能耗与可靠性敏感的任务。

八、可量化技术指标(设计目标/验证口径)
为便于对外沟通与后续验证,本发明设置如下可量化指标(以同类多传感器融合基线系统为对照,具体口径以测试方案与统计方法为准):
- 城市峡谷场景漂移降低:相对基线漂移降低≥10%(位置漂移率或终点误差,两者择一或并列统计);
- 端到端功耗:<2W(典型工作负载、稳态测量);
- 实时性:系统更新频率满足≥50 Hz(含融合输出),端到端推理时延满足控制闭环要求;
- 可用性/稳健性:在视觉退化与UWB NLOS占比一定阈值内保持稳定收敛(以不确定性阈值触发的降级模式无缝切换率与恢复时间为衡量);
- 安全性:不确定性校准通过预设置信区间覆盖率检验(例如95%置信区间的经验覆盖率接近名义水平),FDIR触发误报/漏报率满足任务要求。

九、有益效果
与现有技术相比,本发明通过自适应时序对齐降低异步引致的系统性误差,通过稀疏注意力与NPU加速实现低功耗实时推理,并以可校准不确定性驱动安全阈值与故障切换,整体提升复杂环境下的定位稳健性与能效,具备工程化可落地与持续演进能力。

十、权利保护要点(非穷尽性列举,具体以权利要求为准)
- 将跨模态时延作为显式可估参数并参与端到端训练/在线估计之自适应时序对齐方法与装置;
- 在多传感时序建模中应用块稀疏/混合稀疏注意力并适配边缘NPU低比特推理之实现方案;
- 输出协方差级别不确定性并以此驱动FDIR的安全阈值策略与自动降级/切换机制;
- 支持本地小样本增量学习与安全OTA热更新的边缘部署体系及其模型管理流程。

十一、合规与声明
- 本发明可与现行安全开发流程(如功能安全与信息安全工程)相容,具体认证事宜需依据适用标准与测试报告另行评估。
- 本文件不包含对第三方技术的承诺或许可;涉及第三方标准/接口时,实施应当遵守相应法律与合同义务。

以上介绍旨在为潜在合作方、审查方与相关利益方提供清晰、准确之技术法律信息,供交流与尽职调查参考。最终权利范围、实施例与效果数据以正式申请文本、补正文件及经审查确定之专利权利要求为准。

示例2

专利介绍稿(合规版)

一、发明名称
一种隐私保护的联邦异常检测方法与系统

二、技术领域
本发明涉及计算机科学与信息安全领域,具体涉及联邦学习环境下的异常检测技术,属于数据隐私保护与分布式机器学习的交叉技术领域。

三、背景技术
在网络安全、工业物联网与运维监测等场景中,异常检测依赖对大量日志或传感数据进行建模。现有集中式方案通常要求将各终端的原始日志汇聚至中心进行训练与推断,该等做法存在敏感数据集中化存储与处理的高风险,易导致隐私泄露与合规风险。同时,集中式方案在跨域、跨组织场景中常受制于数据跨境流动与本地化合规限制。

为缓解上述问题,已有技术引入联邦学习框架,允许终端(客户端)在本地训练模型,仅上传参数梯度或模型更新。然而,现有联邦异常检测方法存在以下不足:
1. 对异常稀疏性的建模不足。异常通常以稀疏、局部突变的形式出现,现有方法多以均方误差等密集损失为主,未引入面向异常形态的稀疏先验,导致检测灵敏度与可解释性受限。
2. 对投毒与异常更新的鲁棒性不足。联邦环境中,恶意或失效客户端可上传异常更新,现有聚合方法(如简单平均)易受极值影响,鲁棒性不足。
3. 通信开销大与参与度管理粗放。终端异构、带宽受限,现有方法在通信压缩、自适应调度与贡献度评估方面不完善,难以实现稳定、高效的联邦协作。
4. 可解释性弱。面向安全运营或合规审计的场景需要异常原因解释与可追溯能力,现有方法多为黑盒输出,难以生成可解释的异常原因。

四、发明内容
(一)发明目的
本发明旨在提出一种隐私保护的联邦异常检测方法与系统,实现端侧训练的自编码器模型,结合同态加密与差分隐私以保护模型更新过程;通过基于误差分布的稀疏重构损失与鲁棒阈值聚合提升异常检测性能与抗投毒能力;并引入通信压缩与自适应参与度调度以降低通信成本与提升全局收敛效率,同时支持可解释的异常原因生成。

(二)技术方案(概述)
1. 端侧模型与训练
- 终端部署轻量化自编码器(AE),在本地日志或传感数据上进行迭代训练。
- 采用稀疏重构损失:在重构误差项的基础上引入稀疏先验与鲁棒度量,至少包括下列之一:对重构误差向量的稀疏正则(如L1/L0近似)、对潜在编码的稀疏约束、对误差分布的鲁棒损失(如Huber/分位数损失)。
- 为提升可解释性,端侧计算特征层面的误差贡献度向量作为异常解释候选,并可映射至预定义的特征字典或规则模板。

2. 隐私保护与安全聚合
- 终端对本地梯度或模型更新进行裁剪并注入差分隐私噪声(记录级或客户端级,依据合规策略设定隐私预算与组合定理管理),限制单客户端贡献并降低反演风险。
- 采用同态加密或等效的安全聚合机制保护传输与聚合过程中的更新向量。优选实施例中,服务端在可信执行环境(TEE)内持有解密密钥,对密文更新进行去同态与鲁棒聚合,TEE边界外不暴露明文更新。
- 可选实施例中,终端同时上报经差分隐私处理的更新元数据(如裁剪后范数或稳健尺度估计),用于服务端执行阈值筛选与聚合控制。

3. 鲁棒阈值聚合
- 服务端对收到的更新执行阈值化鲁棒聚合,包括:基于全体更新的稳健统计量(如中位数与MAD、分位阈值、截尾均值区间)判定极值更新并剔除;对保留集合进行坐标/块级鲁棒聚合(如坐标中位数、截尾均值或Huber化平均)。
- 阈值可通过历史轮次与验证集指标自适应调整,兼顾鲁棒性与收敛性。
- 对恶意或失效客户端引入信誉分数与冷却窗口,降低其对聚合的权重或参与概率。

4. 通信压缩与自适应参与度调度
- 终端侧对更新向量进行有损/无损压缩(如Top-k稀疏化、随机量化、霍夫曼编码)与误差反馈累积,减少带宽占用。
- 服务端基于贡献度评估、系统资源与公平性约束,执行自适应参与度调度:优先选择带来更大验证改进且具较高性价比(带宽/能耗)的终端参与下一轮训练,同时保证最低覆盖度以避免偏置。

5. 异常原因的可解释生成
- 端侧基于稀疏重构残差与特征字典推导异常原因,输出贡献排名、归因特征子集及可追溯的规则片段。
- 服务端可在不回传原始数据的前提下,聚合各端的解释元数据,形成全局可解释模板(如共现特征群、规则支持度),用于审计与运维。

(三)有益效果(技术效果)
- 隐私与合规:通过同态加密/安全聚合与差分隐私,降低模型更新被逆向利用的风险,避免集中传输原始日志,提高跨域协作的合规性。
- 检测性能与鲁棒性:稀疏重构损失对异常的稀疏形态更为敏感;阈值化鲁棒聚合显著降低极值与投毒更新对全局模型的不利影响。
- 通信效率与收敛稳定性:更新压缩与参与度调度有效降低通信成本并提升资源利用率,维持训练过程的稳定收敛。
- 可解释性:基于误差的稀疏归因提供特征级解释,便于审计、处置与策略制定。

五、术语界定(用于权利要求解释)
- “同态加密”:指支持对密文执行与明文运算同构的加密体制,本发明优选支持加法同态,亦可采用支持比较运算的全同态或配合TEE实现聚合。
- “差分隐私”:指满足(ε, δ)-差分隐私约束的数据处理机制,含客户端级与记录级两类,实现方式包括裁剪与高斯/拉普拉斯噪声注入。
- “鲁棒阈值聚合”:指基于稳健统计阈值的更新筛选与聚合策略,包括但不限于中位数/MAD阈值、分位数截断、坐标中位等。
- “通信压缩”:包括对更新向量的稀疏化、量化与熵编码以及误差反馈补偿。
- “自适应参与度调度”:指基于贡献度、资源状态与公平性约束的动态客户端选择机制。

六、具体实施方式(框架概述)
1. 系统架构
- 客户端子系统:数据预处理模块、自编码器训练模块、差分隐私与裁剪模块、通信压缩模块、同态加密发送模块、异常解释模块。
- 服务端子系统:密文接收与TEE解密模块、鲁棒阈值聚合模块、全局模型更新模块、参与度调度模块、解释元数据聚合模块、审计与策略接口。
- 安全与合规模块:密钥管理、隐私预算管理、日志与追踪审计。

2. 流程(简述)
- S1 客户端本地训练AE,计算稀疏重构损失并获得更新;执行裁剪与差分隐私噪声注入,压缩并加密后上传。
- S2 服务端在TEE内解密更新,计算稳健统计量,剔除超过阈值的可疑更新;对保留更新执行鲁棒聚合并更新全局模型。
- S3 服务端基于验证指标与系统约束计算客户端贡献度与调度决策;下发新一轮模型参数与调度指令。
- S4 客户端本地推断时输出异常分数与解释向量,供本地处置与管理端审计。

七、拟保护范围(权利要求撰写要点)
1. 方法类独立权利要求
- 一种隐私保护的联邦异常检测方法,包括:端侧采用含稀疏先验的自编码器训练;对更新执行裁剪与差分隐私处理;以同态加密或等效安全聚合方式上传;服务端基于稳健阈值剔除极值更新并执行鲁棒聚合;采用通信压缩与误差反馈;基于贡献度执行自适应参与度调度;输出可解释的异常原因。
- 从属权利要求可限定:稀疏损失具体形式(误差L1/Huber、编码稀疏);阈值计算方式(中位数+K·MAD、分位截断比例);压缩策略(Top-k、随机量化位宽);差分隐私级别(客户端级ε-预算及组合规则);TEE的使用与密钥托管;解释生成的字典映射机制等。

2. 装置类独立权利要求
- 包括客户端装置与服务端装置,各自包含相应功能模块及其相互通信关系;强调模块间的数据流与安全边界(TEE/密钥管理)。

3. 系统类权利要求
- 由多个客户端装置与至少一个服务端装置组成的联邦异常检测系统,明确交互协议、调度策略与隐私预算管理。

4. 计算机可读存储介质权利要求
- 存储有用于执行上述方法步骤的程序指令的非暂态计算机可读介质。

八、工业实用性
本发明可在网络入侵检测、AIOps、工业设备预测性维护、车联网与智慧城市边缘节点等场景中实施,满足对隐私保护、鲁棒性与可解释性的综合要求,具备显著的工业应用价值。

差异比对与创造性论证

一、最接近现有技术
1. 集中式异常检测方案:汇总原始日志集中训练与推断。
2. 传统联邦异常检测:端侧训练与模型平均聚合,未充分考虑异常稀疏性与投毒鲁棒性,通信压缩与自适应参与管理有限。

二、区别特征
相较集中式方案:
- 不传输原始日志,改以差分隐私与同态加密保护的模型更新进行协作。
- 引入端侧稀疏重构损失与解释生成,提升隐私性与可解释性。

相较已有联邦方法:
- 在模型层面引入异常稀疏先验与鲁棒损失,增强对稀疏异常的捕获能力。
- 在聚合层面采用基于稳健统计阈值的鲁棒聚合,显著降低极值与投毒影响。
- 在系统层面联合通信压缩与自适应参与度调度,平衡收敛、带宽与公平性。
- 提供面向审计的可解释异常原因生成与全局模板聚合。

三、解决的客观技术问题
在分布式、隐私受限与对抗威胁环境下,实现对稀疏异常的高灵敏检测与可解释输出,同时提升对恶意或异常更新的鲁棒性并降低通信成本。

四、技术效果
- 隐私泄露风险降低:更新经裁剪与差分隐私再加密传输,保护链路与聚合过程。
- 异常检测准确性与可解释性提升:稀疏重构与解释向量直指异常贡献特征。
- 抗投毒能力增强:阈值化鲁棒聚合显著抑制极端或异常更新对全局的影响。
- 通信与收敛优化:压缩与调度机制在带宽限制下维持稳定收敛。

五、非显而易见性论证(问题-解决方案路径)
- 最接近现有技术并未指向在端侧引入“基于误差稀疏性的重构损失”与“阈值化鲁棒聚合”的组合;传统平均聚合与标准MSE损失并不能获得本发明的协同技术效果。
- 将差分隐私、同态加密与鲁棒阈值聚合、通信压缩、自适应调度协同设计,属于跨层次的系统化改进,解决了隐私保护与鲁棒性、通信效率之间的张力,非本领域技术人员在无事后视角下的顺理成章之选。
- 可解释异常原因生成与联邦聚合协同(在不暴露原始数据的条件下产生可审计解释)亦超出常规联邦优化范式的技术启示范围。

管理层审查清单(用于立项与申报决策)

一、专利性审查
- 新颖性:开展针对“联邦异常检测+稀疏重构+鲁棒阈值聚合+DP+HE+压缩+调度+解释”的组合检索;重点检索坐标中位/截尾均值与安全聚合结合的文献与专利。
- 创造性:采用问题—解决方案法出具对比矩阵;论证组合带来的协同技术效果与不可预期性。
- 实用性与可实施性:提供端到端实验原型与可复现实施例,包含隐私预算设置、压缩率、鲁棒参数范围与调度策略的具体数值区间。

二、权利要求策略
- 独立权利要求以系统性组合为主线,限定关键技术特征的功能性关系与交互顺序,避免过早收窄至单一数学公式。
- 从属权利要求覆盖:多种稀疏损失、鲁棒聚合具体阈值计算、DP级别与组合规则、HE与TEE混合实施方式、压缩与误差反馈变体、解释生成与全局模板聚合。
- 预留继续申请与分案布局:面向聚合方法、解释模块与调度策略分别形成可独立授权的族群。

三、合规与监管
- 隐私与数据合规:评估是否涉及个人信息与重要数据;在欧盟场景进行DPIA;隐私预算ε的设定与留痕管理;跨境数据传输评估(仅传模型更新与DP元数据,一般风险较低,但需文件化证明)。
- 密码合规与出口管制:同态加密与TEE的密码学实现遵循所在地商用密码管理与出口管制要求;开源密码库的许可与合规审核。
- 安全审计:TEE密钥托管、访问控制与日志追踪;鲁棒聚合的异常处置策略可被审计复核。

四、自由实施(FTO)与依赖关系
- 差分隐私-SGD、同态加密、鲁棒聚合(中位数、Krum/截尾均值等)与通信压缩(Top-k/量化)领域存在大量在先专利与开源实现;建议进行FTO检索,评估必要规避设计或许可路径。
- 第三方组件与开源许可证(Apache/MIT/GPL等)审查,避免权利冲突与“传染性许可”影响商业分发。

五、技术成熟度与证据包
- 形成对照实验:集中式、传统联邦平均与本发明方案的隐私风险(攻击成功率)、鲁棒性(投毒场景下性能退化)、通信成本与收敛曲线对比。
- 形成可解释性案例库:特征级贡献、规则化解释与审计可用性样例。
- 记录参数区间与工程实现细节作为说明书实施例支撑。

六、申请与布局
- 路径:先行保密申请/临时申请→优先权主申请→PCT→重点法域进入(CN、US、EP、JP、KR)。
- 时序:在公开论文与产品发布前完成递交;对核心改进点分案,确保后续迭代可持续布局。
- 费用与维持:评估20年维持费、翻译费与多法域代理成本;制定预算。

七、风险与缓解
- 方案落地性能与开销:同态加密与TEE引入的算力开销评估与优化(批处理、向量化、混合协议)。
- 鲁棒阈值误剔与收敛风险:动态阈值与保底参与机制,防止过度筛除导致收敛受阻。
- 隐私预算管理:ε分配与轮次组合控制,避免隐私耗尽;必要时采用隐私放大(子采样)策略。

八、商业与标准
- 关注联邦学习、隐私计算与安全AI相关标准进展(如ISO/IEC JTC 1、IEEE、国内行业标准),评估是否开展标准必要专利(SEP)布局。
- 生态合作:与安全厂商、运营商或设备商开展试点,固化接口规范与互操作性。

差异对比摘要(面向审查意见答复的要点提炼)
- 与集中式方案之区别:本发明不汇聚原始日志,采用端侧训练与安全聚合,显著降低隐私泄露风险;同时以稀疏重构与解释输出增强可用性。
- 与现有联邦方案之区别:在模型、聚合与系统三层同时引入(1)异常稀疏先验,(2)基于稳健统计阈值的鲁棒聚合,(3)通信压缩+自适应参与调度的协同优化,并支持(4)可解释异常原因生成,形成具有协同技术效果的整体方案。
- 技术效果:在不增加原始数据暴露的情况下,提升异常检测灵敏度、抗投毒能力与通信效率,具备可审计的可解释性输出。
- 非显而易见性:上述组合并非现有技术的线性拼接,而是围绕隐私、鲁棒与效率的耦合矛盾进行系统化设计,现有技术未给出相应启示。

以上介绍稿与清单旨在为权利要求撰写、审查意见答复与项目立项提供法律与技术一体化支撑。建议在提交前完成针对目标法域的在先技术检索与FTO初步审查,并结合实际实现补充至少两个可复现实施例,以满足充分公开与可实施性要求。

示例3

以下内容为一般性专利撰写与策略信息,旨在支持权利要求与说明书草拟,不构成具体法律意见或律师—客户关系。建议在提交前由具备相应执业资格的律师针对目标法域适配并复核。

一、专利介绍(中文)

1) 标题
一种无袖标可穿戴连续血压估计系统及其方法

2) 技术领域
本发明涉及生物医学信号处理、可穿戴设备与人工智能技术领域,具体涉及一种融合光电容积描记信号(PPG)与加速度信号(ACC),通过端侧一维卷积网络与时序Transformer进行特征提取,并结合云端个体化校准,实现连续、无袖标血压估计的可穿戴系统及其方法,涵盖数据质量自清洗、腕带松紧自校正与模型漂移监测报警等功能。

3) 背景技术
无袖标血压估计旨在通过非侵入、连续方式实现血压监测,以提升场景适应性与用户依从性。PPG信号可提供与脉搏波形态相关的血流动力学特征,ACC信号可反映运动状态与佩戴接触状态。然而,现有技术在运动伪迹抑制、个体差异补偿、低功耗端侧推理与长期性能稳定性方面仍存在不足,尤其在动态环境下准确度与一致性欠佳,且受腕带松紧变化与模型漂移影响较大。

4) 发明内容
4.1 要解决的技术问题
- 在端侧功耗受限的条件下,融合PPG与ACC以鲁棒估计连续血压;
- 通过云端个体化校准应对个体差异与时变特性;
- 自动识别并剔除异常搏动与运动伪迹,降低误差与漂移;
- 估计并补偿腕带接触压力变化导致的测量偏差;
- 监测模型性能漂移并提供告警,维持长期可靠性;
- 满足医疗电气安全与数据合规的工程化要求。

4.2 技术方案(概述)
- 设备构成:包含PPG传感器、三轴加速度计、低功耗处理器/SoC、存储器与无线通信模块的可穿戴终端;可选集成光路驱动与AFE前端。
- 信号处理:端侧对PPG与ACC进行同步采集、时频域预处理与多模态融合;采用一维卷积网络提取局部时域形态特征,采用时序Transformer提取长程时序依赖,输出收缩压/舒张压/平均动脉压的连续估计。
- 个体化校准:云端利用受试者标定血压数据(如经袖带式或其他经临床验证设备获得)与端侧特征,训练或更新个体化校准参数/微调模型,并将参数下发至端侧。
- 数据质量自清洗:端侧通过异常搏动检测、伪迹评分与置信度度量,对异常拍点/窗口进行自动识别与剔除/重权重处理。
- 腕带松紧自校正:利用ACC与PPG形态/幅值变化估计接触压力或佩戴松紧度,对输出进行补偿或动态重标定触发。
- 模型漂移告警:端侧/云端基于分布偏移检测、置信度趋势、参考窗口内一致性指标监测性能变化,超过阈值时提示重校准或软件更新。
- 低功耗:通过模型压缩、量化、稀疏注意力与占空比管理,使端侧推理与传感总功耗小于30 mW(以典型工作占空比计)。
- 合规设计:在工程实现上考虑医疗电气安全(如IEC 60601-1、IEC 60601-1-2、IEC 80601-2-30等适用部分)、医疗器械软件生命周期与风险管理(如IEC 62304、ISO 14971、IEC 62366-1)以及数据合规(如GDPR、HIPAA、中华人民共和国个人信息保护法PIPL与网络安全法等适用法规)。

4.3 有益效果
- 在运动状态下提升血压估计稳健性与一致性;
- 降低因个体生理差异、佩戴松紧和环境变化导致的系统性偏差;
- 通过模型漂移监测维持长期可靠性与可追踪性;
- 端侧低功耗实现连续监测,延长续航并提升可用性;
- 便于满足医疗安全与数据合规的产业化落地需求。

5) 可选实施方式要点(非限定)
- 一维卷积网络与时序Transformer的具体拓扑、窗口长度、采样率与特征融合策略;
- 基于心搏周期分割、拍间变异度量、PPG形态畸变指数与ACC能量门限的异常检测;
- 利用PPG直流/脉动分量比值、脉搏上升沿斜率与ACC低频分量估计接触压力;
- 端侧与云端协同的个体化校准流程(如联邦学习、差分隐私可选);
- 模型漂移检测指标(如分布散度、置信区间宽度、预测残差统计)与告警阈值更新;
- 低功耗策略(模型量化、蒸馏、动态电压频率调节、稀疏注意力、事件驱动采样)。

6) 合规注意事项(工程实现层面)
- 医疗电气与EMC:IEC 60601-1、IEC 60601-1-2;自动无创血压类设备的适用专用标准可参考IEC 80601-2-30;风险管理与可用性工程:ISO 14971、IEC 62366-1;软件生命周期:IEC 62304。
- 临床性能评价:在目标法域内采用相应指南或标准进行临床验证与偏倚/精度评估(例如IEEE Std 1708针对于可穿戴无袖标血压设备的性能评价方法)。
- 数据合规:数据最小化、加密存储与传输、去标识化/匿名化、访问控制与跨境传输合规(如GDPR、HIPAA、PIPL等,依地域适用)。

二、权利要求框架建议(中文)

A. 独立权利要求(装置/系统类,尽量聚焦必要特征)
- 一种可穿戴血压估计装置,包括:
  - PPG传感器与ACC传感器,配置为同步采集与佩戴者脉搏相关的PPG信号和加速度信号;
  - 处理器与存储器,存储有在处理器上可执行的指令,使所述处理器被配置为:
    - 对所述PPG信号与所述加速度信号进行多模态融合预处理;
    - 通过一维卷积网络与时序Transformer的组合模型提取时序特征;
    - 基于提取的特征生成佩戴者的连续血压估计;
    - 应用由远程服务器生成的个体化校准参数对所述血压估计进行校准。

B. 独立权利要求(方法类)
- 一种连续血压估计的方法,包括:
  - 同步采集PPG与ACC;
  - 进行多模态融合预处理;
  - 采用一维卷积与时序Transformer模型提取特征并输出血压估计;
  - 利用基于个体标定数据训练得到的校准参数对输出进行个体化校准。

C. 独立权利要求(计算机可读介质/程序)
- 存储有指令的非暂态计算机可读介质,当由处理器执行时实施上述方法。

D. 独立权利要求(系统含云端)
- 包括权利要求A之装置与服务器,服务器被配置为基于佩戴者参考血压与端侧特征训练或更新个体化校准参数,并下发至装置。

E. 从属权利要求(优选特征)
- 数据质量自清洗:异常搏动检测与伪迹剔除策略(基于拍间间期异常、PPG形态畸变指数、ACC能量/频谱门限等)。
- 腕带松紧自校正:基于PPG幅值/直流分量、上升沿斜率与ACC低频分量的接触压力估计与补偿。
- 模型漂移告警:基于分布散度、预测不确定度或残差统计的漂移检测与告警;
- 低功耗约束:端侧推理与传感平均功耗小于30 mW;
- 安全与合规模块:端侧加密、访问控制、数据匿名化/去标识化、传输加密;
- 模型实现:轻量化Transformer(稀疏注意力/线性注意力)、量化/蒸馏、事件驱动或自适应采样;
- OTA更新与回滚;本地缓存与断点续传;
- 训练与校准细节:使用受试者参考血压数据进行监督微调或校准映射学习;支持联邦学习。

三、关键要素清单(中文)
- 传感层:PPG发射/接收结构、采样率与同步;三轴ACC范围与噪声规格。
- 预处理与融合:时域/频域滤波、时钟同步、窗口与步长、多模态特征拼接或注意力融合。
- 模型结构:1D卷积堆叠提取局部形态;时序Transformer捕获长程依赖;输出层映射至SBP/DBP/MAP;不确定度估计(可选)。
- 个体化校准:云端训练/微调个体参数;端侧应用与版本管理;触发策略(定期/事件驱动)。
- 异常自清洗:搏动级质量评分、异常检测、剔除/重加权。
- 松紧自校正:接触压力估计、补偿曲线或动态重标定触发。
- 漂移监测:分布漂移度量、阈值策略、告警与处置(重校准/更新)。
- 功耗与资源:模型压缩、量化位宽、占空比、续航目标;端侧算力与内存约束。
- 安全与合规:硬件隔离、加密、用户同意与数据最小化;适用标准与监管路径预留。
- 可扩展性:方法、装置、系统、介质多类别权利要求;不同佩戴位置/多波段PPG/附加IMU或压力传感器的等同/替换方案。

四、措辞修改建议(中文)
- 将“异常搏动自清洗”表述为“基于质量评价与异常检测的自动伪迹剔除与重加权处理”;
- 将“腕带松紧自校正”表述为“基于接触压力估计的佩戴状态补偿”;
- 将“模型漂移告警”表述为“基于分布偏移与性能指示的漂移检测与告警机制”;
- 避免使用“保证”“完全消除”,改用“用于”“适于”“被配置为”;
- 对“Transformer”可描述为“具有自注意力机制的时序特征提取网络”,并在说明书中将轻量化/稀疏注意力作为等同变型;
- 对功耗限定置于从属权利要求,主权利要求不宜过度限定实现路径;
- 对云端“个体化校准”以“生成个体化校准参数并下发应用”为主述,不限定具体算法,以保留覆盖面;
- 引入术语解释条款,界定“连续”“同步”“校准”“接触压力”等术语在本案中的技术含义;
- 在说明书实施例提供参数范围与多种可选路径,以满足充分公开并支持广度。

五、必要/充分技术特征建议(中文)
- 必要特征(独立权利要求应保留):
  - PPG与ACC的同步采集与多模态融合;
  - 端侧一维卷积与时序Transformer组合用于特征提取并输出血压估计;
  - 应用云端生成的个体化校准参数进行校准。
- 充分但可下放(从属权利要求表述):
  - 异常搏动检测与伪迹剔除细节;
  - 腕带松紧估计与补偿的具体指标与算法;
  - 漂移检测的具体统计量与阈值;
  - 功耗小于30 mW的量化限定与具体低功耗手段;
  - 具体网络结构、核大小、注意力形式与训练细节。

六、可实施性与充分公开提示(中文)
- 提供代表性实施例:采样率(如PPG 100–256 Hz,ACC 50–200 Hz)、窗口长度(如8–30秒)、步长(如1–5秒)、滤波器参数、特征列举(形态学特征、拍间变异、频域功率)。
- 描述模型参数量与端侧推理复杂度范围(如百KB–数MB级,MAdd数量级),并给出量化位宽(如8-bit)与占空比策略,论证<30 mW可达性(以典型SoC与占空比为例说明)。
- 公开个体化校准流程:参考血压来源、最小校准样本量、更新频率、边缘/云协同与安全传输。
- 说明异常检测与松紧补偿的可替代实现(基于规则或学习的质量评分),确保不因单一算法受限。
- 明确数据加密、访问控制与去标识化流程作为实施例,不将具体法规文本写入权利要求,避免地域性限制。

——

I. Patent Introduction (English)

1) Title
Cuffless wearable system and method for continuous blood pressure estimation

2) Technical Field
The invention relates to biomedical signal processing, wearable devices, and artificial intelligence. It particularly concerns a cuffless wearable system that fuses photoplethysmography (PPG) and accelerometer (ACC) signals, employs on-device one-dimensional convolutional networks combined with a temporal Transformer for feature extraction, and performs cloud-based individualized calibration. The system further implements automatic artifact removal, wristband tightness compensation, and model drift alerting, under an on-device power budget below 30 mW, with consideration of medical electrical safety and data protection compliance.

3) Background
Cuffless blood pressure (BP) estimation aims to provide non-invasive, continuous monitoring with improved usability. PPG conveys hemodynamic waveform features, while ACC captures motion and wear state. Existing approaches face limitations in motion robustness, inter-subject variability compensation, low-power on-device inference, and long-term stability, especially under dynamic conditions, strap tightness variation, and model drift.

4) Summary of the Invention
4.1 Problems to be solved
- Robust continuous BP estimation on a power-constrained wearable by fusing PPG and ACC;
- Address subject-specific and time-varying factors via cloud-based individualized calibration;
- Automatically detect and exclude abnormal beats and motion artifacts;
- Estimate and compensate for strap tightness/contact pressure changes;
- Monitor model performance drift and issue alerts;
- Engineer the solution consistent with medical electrical safety and data protection requirements.

4.2 Technical solution (overview)
- Device: a wearable including a PPG sensor, a 3-axis accelerometer, a low-power processor/SoC, memory, and wireless communications; optionally an integrated optical driver and AFE.
- Signal processing: synchronous acquisition and multimodal preprocessing of PPG and ACC; on-device feature extraction using a 1D convolutional network and a temporal Transformer; continuous SBP/DBP/MAP estimation.
- Individualized calibration: a server trains or updates subject-specific calibration parameters/models using reference BP data and device features, and deploys the parameters back to the device.
- Automatic artifact handling: beat-level quality assessment and outlier/artifact detection with exclusion or reweighting.
- Strap tightness compensation: estimation of contact pressure using ACC and PPG morphology/amplitude metrics, followed by compensation or re-calibration triggers.
- Model drift alerting: distribution shift and confidence/residual statistics monitored on-device or in the cloud, with alerts and remedial actions upon threshold exceedance.
- Low power: model compression, quantization, sparse/linear attention, and duty cycling to maintain average power below 30 mW under typical duty factors.
- Compliance: consider medical electrical safety (e.g., IEC 60601-1, IEC 60601-1-2, IEC 80601-2-30 as applicable), software lifecycle and risk management (e.g., IEC 62304, ISO 14971, IEC 62366-1), and data protection (e.g., GDPR, HIPAA, China PIPL and cybersecurity requirements, as applicable).

4.3 Advantages
- Improved robustness and consistency of BP estimates under motion;
- Reduced systematic errors due to inter-subject variability, strap tightness, and environmental changes;
- Sustained reliability via drift monitoring and alerting;
- Low-power continuous monitoring enabling longer battery life and better usability;
- Engineering pathway aligned with safety and data compliance.

5) Optional embodiments (non-limiting)
- Specific topology of the 1D CNN and temporal Transformer, window length, sampling rates, and fusion strategies;
- Artifact detection using beat segmentation, inter-beat variability, PPG morphology distortion indices, and ACC energy thresholds;
- Contact pressure estimation via PPG DC/AC ratio, upstroke slope, and low-frequency ACC;
- Edge–cloud calibration workflows (e.g., federated learning, differential privacy optional);
- Drift indicators (distributional divergence, uncertainty width, residual statistics) and adaptive thresholds;
- Low-power techniques (quantization, distillation, DVFS, sparse attention, event-driven sampling).

6) Compliance considerations (implementation)
- Electrical safety and EMC: IEC 60601-1, IEC 60601-1-2; for automated non-invasive BP devices see IEC 80601-2-30 where applicable; risk management and usability: ISO 14971, IEC 62366-1; software lifecycle: IEC 62304.
- Clinical performance: evaluate per jurisdictional guidance/standards; IEEE Std 1708 provides test methods for wearable cuffless BP devices.
- Data protection: data minimization, encryption at rest/in transit, de-identification/anonymous processing, access control, cross-border transfer compliance (e.g., GDPR, HIPAA, PIPL, as applicable).

II. Claiming Strategy (English)

A. Independent device/system claim (focus on essentials)
- A wearable BP estimation device comprising:
  - a PPG sensor and an ACC sensor configured for synchronized acquisition of PPG and acceleration signals from a wearer;
  - a processor and memory storing instructions that, when executed, cause the processor to:
    - perform multimodal preprocessing of the PPG and acceleration signals;
    - extract temporal features using a combined one-dimensional convolutional network and a temporal Transformer;
    - generate continuous BP estimates based on the extracted features; and
    - apply subject-specific calibration parameters generated by a remote server to calibrate the BP estimates.

B. Independent method claim
- A method of continuous BP estimation comprising:
  - synchronously acquiring PPG and ACC signals;
  - performing multimodal preprocessing;
  - extracting features using a one-dimensional convolutional network and a temporal Transformer to output BP estimates; and
  - calibrating the output using subject-specific parameters derived from subject reference BP data.

C. Computer-readable medium claim
- A non-transitory computer-readable medium storing instructions that, when executed by a processor, perform the method above.

D. System including cloud
- A system comprising the wearable device of claim A and a server configured to train or update subject-specific calibration parameters based on subject reference BP and device features, and to deploy the parameters to the device.

E. Dependent claims (preferred features)
- Automatic artifact handling with beat-level quality scoring and outlier exclusion;
- Strap tightness/contact pressure estimation using PPG amplitude/DC components, upstroke slope, and low-frequency ACC, and compensation thereof;
- Drift detection and alerting based on distributional divergence, uncertainty, or residual statistics;
- Power constraint: average on-device sensing and inference below 30 mW;
- Security and compliance modules: on-device encryption, access control, de-identification, encrypted transport;
- Model realizations: lightweight/self-attention variants, quantization/distillation, event-driven or adaptive sampling;
- OTA updates with rollback; local caching and resumable transfer;
- Calibration details: supervised fine-tuning using subject reference BP; federated learning support.

III. Key element checklist (English)
- Sensing: PPG emitter/detector optics, sampling and synchronization; 3-axis ACC range and noise.
- Preprocessing and fusion: time/frequency filtering, clock sync, windowing/stride, feature concatenation or attention-based fusion.
- Model: 1D CNN for local morphology; temporal Transformer for long-range dependencies; outputs for SBP/DBP/MAP; optional uncertainty.
- Individual calibration: cloud training/update of subject parameters; on-device application and versioning; trigger policies.
- Artifact handling: beat quality scoring, detection, exclusion/reweighting.
- Tightness compensation: contact pressure estimation and compensation or re-calibration triggers.
- Drift monitoring: shift metrics, thresholds, alerts and remediation.
- Power/resources: compression, quantization bit-width, duty cycling, battery life; compute/memory limits.
- Safety/compliance: isolation, encryption, consent and minimization; standards and regulatory pathway placeholders.
- Extensibility: multiple claim categories; equivalents for sensor sets, wavelengths, wear locations, and attention variants.

IV. Wording refinements (English)
- Replace “self-cleaning” with “automatic artifact detection, exclusion, and reweighting based on quality assessment.”
- Replace “wristband tightness self-correction” with “contact pressure estimation and compensation for wear state.”
- Replace “model drift alert” with “drift detection and alerting based on distributional and performance indicators.”
- Avoid absolutes such as “guarantee” or “eliminate”; use “configured to,” “adapted to,” “operable to.”
- Describe “Transformer” as “a temporal feature extraction network employing self-attention,” and reserve sparse/linear attention as equivalents.
- Place the <30 mW limit in dependent claims; avoid over-limiting the independent claims.
- Frame individualized calibration as “server-generated subject-specific parameters” without constraining to a single algorithmic form.
- Include a definitions section in the specification to construe “continuous,” “synchronized,” “calibration,” and “contact pressure.”

V. Necessary vs. sufficient technical features (English)
- Necessary for independent claims:
  - Synchronized acquisition and multimodal fusion of PPG and ACC;
  - On-device feature extraction using a combination of 1D CNN and temporal Transformer to generate BP estimates;
  - Application of server-generated subject-specific calibration parameters.
- Sufficient but relegated to dependent claims:
  - Specific artifact detection metrics and exclusion policies;
  - Specific strap tightness estimation/compensation indicators;
  - Particular drift metrics and thresholds;
  - Power budget (<30 mW) and concrete low-power techniques;
  - Network layer details, kernel sizes, attention forms, and training specifics.

VI. Enablement and sufficiency tips (English)
- Provide representative parameters: sampling (e.g., PPG 100–256 Hz, ACC 50–200 Hz), window length (e.g., 8–30 s), stride (e.g., 1–5 s), filter settings, and enumerated features (morphology, inter-beat variability, spectral power).
- Disclose model size and inference complexity ranges (e.g., hundreds of kB to a few MB; MAdds order), quantization (e.g., 8-bit), and duty cycling to substantiate the <30 mW budget on a typical wearable SoC.
- Detail calibration workflow: sources of reference BP, minimum calibration samples, refresh cadence, edge–cloud cooperation and secure transfer.
- Present alternative implementations for artifact handling and tightness compensation (rule-based or learned quality scores) to avoid undue limitation.
- Describe encryption, access control, and de-identification as implementation embodiments; avoid embedding specific jurisdictional statutes in the claims to preserve breadth.

附注(Notes)
- 标准与法规名称为通行业内公认文本(例如IEC 60601-1、IEC 60601-1-2、IEC 80601-2-30、ISO 14971、IEC 62304、IEC 62366-1、IEEE Std 1708、GDPR、HIPAA、PIPL),各法域适用性与版本以提交时最新有效文本为准。
- 为提高授权与后续执行力,建议在撰写阶段准备对比实验数据、漂移长期跟踪数据与功耗测量记录,用以支撑技术效果与产业可实施性。

适用用户

初创技术团队

快速产出可对外交流的专利介绍初稿,用于申请前内部评审、投融资材料准备、路演问答预演,以及与专利代理人高效对齐需求。

企业法务与知识产权经理

在跨部门收集技术要点后,迅速生成合规介绍稿,完成与现有技术差异比对,梳理可保护范围,并形成管理层汇报与审查清单。

专利代理人与律师

将分散的技术描述转译为法律化表达,快速形成多语言版本,输出要点清单与修改建议,提高客户沟通与初稿质检效率。

科研人员与高校老师

把论文成果与实验数据转化为可申报的专利介绍,强调产业化亮点和应用落地,便于与成果转化办公室和企业进行对接。

海外市场与商务经理

面向海外合作伙伴快速生成多语种技术与专利价值说明,统一沟通口径,缩短往返沟通时间并提升签约推进速度。

产品经理与解决方案架构师

将产品特性映射为可保护的发明点,辅助评估商业壁垒与路线图,沉淀标准化说辞用于销售支持与招投标资料。

解决的问题

帮助研发、法务与创业团队快速产出严谨、专业且可直接用于沟通与评审的专利介绍稿。围绕“发明背景—待解决问题—核心方案—关键优势—应用场景”的结构组织内容,保持法律文书级的客观语气与规范表述,减少来回打磨与沟通成本,显著提升材料的专业度与可读性;支持多语言输出,适配管理层、投资人与代理机构等不同读者视角,助力更快完成内部评审、对外路演与代理对接,促成从想法到成文的一键加速。

特征总结

一键生成法律文风的专利简介,突出技术背景与发明要点,方便快速对外呈现。
自动拆解现有痛点与差异性,清晰表达与现有技术的区别与改进价值。
内置法律术语与结构模板,输出即含技术背景、问题陈述、实施要点与应用场景。
支持多语言专业写作,中英日等一键切换,满足跨境申报与全球合作沟通。
根据输入自动提炼新颖性与实用性卖点,突出可保护范围,助力布局核心权利点。
智能提示信息缺口与必要证据,避免遗漏关键事实,降低初稿被驳回风险。
支持场景化输出:投融资材料、路演PPT、官网介绍与媒体稿,统一法务口径。
可定制行业词库与写作腔调,贴合医药、芯片、AI等领域特性,提升审阅友好度。
保持客观中立的论证结构,清晰列举法规依据与案例指引,便于法务快速复核。
一键版本化管理,自动对比改动与理由,适合多人协作与对外反馈迭代。

如何使用购买的提示词模板

1. 直接在外部 Chat 应用中使用

将模板生成的提示词复制粘贴到您常用的 Chat 应用(如 ChatGPT、Claude 等),即可直接对话使用,无需额外开发。适合个人快速体验和轻量使用场景。

2. 发布为 API 接口调用

把提示词模板转化为 API,您的程序可任意修改模板参数,通过接口直接调用,轻松实现自动化与批量处理。适合开发者集成与业务系统嵌入。

3. 在 MCP Client 中配置使用

在 MCP client 中配置对应的 server 地址,让您的 AI 应用自动调用提示词模板。适合高级用户和团队协作,让提示词在不同 AI 工具间无缝衔接。

¥10.00元
平台提供免费试用机制,
确保效果符合预期,再付费购买!

您购买后可以获得什么

获得完整提示词模板
- 共 225 tokens
- 2 个可调节参数
{ 发明背景或主要方面 } { 输出语言 }
自动加入"我的提示词库"
- 获得提示词优化器支持
- 版本化管理支持
获得社区共享的应用案例
限时免费

不要错过!

免费获取高级提示词-优惠即将到期

17
:
23
小时
:
59
分钟
:
59