[發明專利]基于多方感知的競走運動姿態分析方法

有效

• 申請號: 201810063691.8
• 申請日: 2018-01-23
• 公開（公告）號: CN108211318B
• 公開（公告）日: 2019-08-23
• 發明（設計）人: 徐楓;陳建武;肖謀
• 申請（專利權）人: 北京易智能科技有限公司
• 主分類號: A63B71/06
• 分類號: A63B71/06
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 徐金瓊;劉東

1.基于多方感知的競走運動姿態分析方法，其特征在于，所述競走運動姿態分析包括同時進行的人體整體姿態分析、人體腳底與地面接觸狀態分析；

整體姿態分析通過訓練好的神經網絡對實時采集的三維人體表面模型進行識別，再將識別結果發送至統計模塊；

人體腳底與地面接觸狀態分析采用壓力傳感器進行人體腳底壓力狀況采集，再通過分析模塊對人體腳底與地面接觸狀態進行分析，再將分析結果發送至統計模塊；

統計模塊根據識別結果和分析結果統計錯誤動作并記錄，并將結果告知競走者。

2.根據權利要求1所述的基于多方感知的競走運動姿態分析方法，其特征在于，所述人體整體姿態分析的步驟為：

S1：獲得跑步機上運動者的三維人體表面模型；

S2：根據模型采集人體當前時刻t₀的坐標信息和方向信息；

S3：通過攝像機組采集競走中下一時刻t₁人體的坐標信息，通過IMUs采集競走中下一時刻t₁人體的方向信息；

S4：根據t₀時刻的坐標信息和方向信息、t₁時刻的坐標信息和方向信息來對人體動作進行估計，從而得到下一時刻的三維人體表面模型；

S5：將S3中得到的三維人體表面模型輸入訓練好的神經網絡中進行不規范動作識別，并將識別結果輸入統計模塊；

S6：迭代S1-S4,直至競走運動完成。

3.根據權利要求2所述的基于多方感知的競走運動姿態分析方法，其特征在于，所述S1的具體步驟為：

對于每一個動作，先設一組變量作為運動參數向量Δx＝(Δ(θξ) Δθ₁ ... Δθ_n)，Δx表示相鄰兩個時刻之間的一個人體動作，Δ(θξ)表示人體整體的剛體運動，Δθ_i表示第i個關節繞已知旋轉軸轉動的角度；設動作發生之前的時刻為t₀，動作發生之后的時刻為t₁；在人體和模型上以相同方式投射一組小光斑，對于人體的投射可采用固定的投射設備完成，對于模型的光斑投射需要根據投射設備的投射角度、投射方向等參數以相同方式投射；獲取t₀時刻的三維模型上投射到的一組點{p_i(t₀)i＝1,2,...,m}；通過正向鏈接運動函數F(p(t₀)；Δx)使用變量Δx將這組點變換為運動后的一組點同時，通過四個攝像機，運用雙目立體視覺算法，找出t₁時刻的人體上的一組對應于的點的坐標{p_i(t₁)i＝1,2,...,m}；表示出t₁時刻估計坐標與實際坐標之間的誤差函數：

4.根據權利要求3所述的基于多方感知的競走運動姿態分析方法，其特征在于，所述S2的具體步驟為：

設慣性坐標系為F^I，第i個慣性傳感單元IMU坐標系為F_i^S，則從F_i^S到F^I的轉換是一個旋轉運動，通過IMU可獲得t₀時刻從F^I到F_i^S的旋轉矩陣與攝像機組操作方法類似，通過正向鏈接運動函數F(R^SI(t₀)；Δx)使用變量Δx將R^SI(t₀)變換為運動后的坐標系變換矩陣同時，通過IMU獲得t₁時刻的旋轉矩陣表示出t₁時刻估計方向與實際方向之間的誤差函數：