[發(fā)明專利]腰部姿態(tài)檢測方法及檢測結(jié)果的觸覺反饋方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410853441.6
• 申請日: 2014-12-31
• 公開（公告）號: CN104545936A
• 公開（公告）日: 2015-04-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 戴曉偉;王瑜
• 申請（專利權(quán)）人: 戴曉偉;王瑜
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;A61F5/01
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種腰部姿態(tài)檢測方法，其通過對使用者不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的識別，并去除干擾運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)各種不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下腰部姿態(tài)檢測，其特征在于，該方法包括：

對穿戴于使用者身上的感應(yīng)器中的六軸MEMS傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，獲得使用者的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括加速度和角速度數(shù)據(jù)；

對采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定使用者的狀態(tài)，其中使用者狀態(tài)包括靜止和運(yùn)動(dòng)兩種，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括步行、慢跑和快跑；

識別用戶偶爾的晃動(dòng)、彎腰和/或側(cè)身這些不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并作為干擾進(jìn)而予以去除；以及

計(jì)算使用者的感應(yīng)器佩戴部位在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的平均姿態(tài)，包括側(cè)翻角(roll)和俯仰角(pitch)，依次作為腰部姿態(tài)角，進(jìn)而獲得腰部姿態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種腰部姿態(tài)檢測方法，其中，所述確定使用者的狀態(tài)中，先計(jì)算一定時(shí)間段內(nèi)的加速度數(shù)據(jù)的模、加速度數(shù)據(jù)的方差，以及角速度數(shù)據(jù)的模，并在加速度方差大于給定的閾值TH1、或加速度數(shù)據(jù)的模與重力加速度的偏差大于給定閾值TH2、或角速度數(shù)據(jù)的模大于給定閾值TH3時(shí)，認(rèn)定使用者處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，否則處于靜止?fàn)顟B(tài)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種腰部姿態(tài)檢測方法，其中，上述運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的具體類型也可以通過分類器進(jìn)行識別，具體為，實(shí)時(shí)計(jì)算加速度信號峰峰值的采樣間隔，獲取連續(xù)多組加速度信號峰峰值采樣間隔，并以其作為特征向量進(jìn)行訓(xùn)練和分類，并以用戶步行，慢跑，以及快跑的特征數(shù)據(jù)組成樣本庫，通過利用機(jī)器學(xué)習(xí)的方法訓(xùn)練得到離線的線性SVM分類器，從而即可識別運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述的一種腰部姿態(tài)檢測方法，其中，所述不規(guī)則運(yùn)動(dòng)的識別通過判定使用者不是連續(xù)時(shí)間段均處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而確定。

5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的一種腰部姿態(tài)檢測方法，其中，所述側(cè)翻角(roll)和俯仰角(pitch)通過如下公式計(jì)算得到：

roll=arctan(-ax/az)pitch=arcsin(ay/g)]]>

其中，感應(yīng)器測量得到的加速度數(shù)據(jù)為a_b＝[a_x,a_y,a_z]^T，g為重力加速度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5中任一項(xiàng)所述的一種腰部姿態(tài)檢測方法，其中，所述腰部姿態(tài)的評價(jià)結(jié)果為實(shí)際檢測到的感應(yīng)器上表面的法向量與標(biāo)準(zhǔn)姿態(tài)下感應(yīng)器上表面法向量之間的夾角。

7.一種腰部姿態(tài)檢測系統(tǒng)，其通過對使用者不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的識別，并去除干擾運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)各種不同狀態(tài)下腰部姿態(tài)檢測，其特征在于，該系統(tǒng)包括：

數(shù)據(jù)采樣模塊，用于對穿戴于使用者身上的感應(yīng)器中六軸MEMS傳感器的數(shù)據(jù)進(jìn)行采樣，獲得使用者的狀態(tài)數(shù)據(jù)，包括加速度和角速度數(shù)據(jù)；

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)判斷模塊，用于對采集的狀態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，確定使用者的狀態(tài)，其中使用者狀態(tài)包括靜止和運(yùn)動(dòng)兩種，其中運(yùn)動(dòng)狀態(tài)包括步行、慢跑和快跑；

干擾去除模塊，用于識別用戶偶爾的晃動(dòng)、彎腰和/或側(cè)身這些不規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，并作為干擾進(jìn)而予以去除；以及

腰部姿態(tài)計(jì)算模塊，用于計(jì)算使用者的感應(yīng)器佩戴部位在設(shè)定時(shí)間段內(nèi)的平均姿態(tài)，包括側(cè)翻角(roll)和俯仰角(pitch)，依次作為腰部姿態(tài)角，進(jìn)而獲得腰部姿態(tài)。