[發明專利]基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統及方法

在審

• 申請號: 201810616517.1
• 申請日: 2018-06-15
• 公開（公告）號: CN108703760A
• 公開（公告）日: 2018-10-26
• 發明（設計）人: 李曉風;許金林;譚海波;趙赫
• 申請（專利權）人: 安徽中科智鏈信息科技有限公司
• 主分類號: A61B5/11
• 分類號: A61B5/11;G06F3/0346;G06K9/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：包括，

信號采集模塊，信號采集模塊用于采集人體運動信息；

數據處理模塊，其用于對信號采集模塊所采集的數據進行處理，并將處理后的結果與設于數據處理模塊處的人體預測模型進行匹配，從而獲取人體運動姿態預測結果；以及

人機交互模塊，其用于接收數據處理模塊處處理得到的人體運動姿態預測結果并進行展示。

2.根據權利要求1所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：人機交互模塊還與一遠程服務模塊進行數據交互，遠程服務模塊用于實現對相關數據的遠程存儲。

3.根據權利要求1所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：信號采集模塊包括集成于一人體穿戴設備處的三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器，三軸加速度傳感器用于采集人體運動過程中產生的加速度數據，三軸地磁傳感器用于采集人體運動過程中產生的磁場數據，三軸陀螺儀傳感器用于采集人體運動過程中產生的角速度數據和角度數據。

4.根據權利要求3所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：數據處理模塊包括數據預處理單元、姿態解算單元和處理單元；數據預處理單元用于對三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器所采集的信號進行預處理，并提取出多個特征點發送給處理單元；姿態解算單元用于對經數據預處理單元處理后的數據進行姿態解算，以獲取人體三維姿態信息并發送給處理單元；處理單元用于對所述多個特征點中的一個或多個與三維姿態信息進行加權處理并與人體預測模型進行匹配以獲取人體運動姿態預測結果并發送給人機交互模塊。

5.根據權利要求4所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：姿態解算單元包括互補濾波單元和四元數算法單元，互補濾波單元包括用于對三軸加速度傳感器所采集的數據進行中值濾波處理的中值濾波單元，用于對三軸地磁傳感器所采集的數據進行校準的自校準單元，用于對三軸陀螺儀所采集的數據進行均值濾波處理的均值濾波單元，用于對中值濾波單元和自校準單元所處理的數據進行歸一化處理的歸一化處理單元，以及用于對歸一化處理單元和均值濾波單元所處理的數據進行數據融合處理以獲取四元數的數據融合單元；四元數算法單元用于對互補濾波單元所獲取的四元數進行處理，以獲取人體三維姿態信息。

6.根據權利要求1所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別系統，其特征在于：數據處理模塊與人機交互模塊通過藍牙或Wi-Fi的方式進行數據傳輸。

7.基于九軸傳感器的人體運動姿態識別方法，其包括以下步驟：

步驟一，通過一信號采集模塊采集人體運動信息；

步驟二，通過一數據處理模塊對信號采集模塊所采集的數據進行處理，并將處理后的結果與設于數據處理模塊處的人體預測模型進行匹配，從而獲取人體運動姿態預測結果；

步驟三，通過一人機交互模塊接收數據處理模塊處處理得到的人體運動姿態預測結果并進行展示。

8.根據權利要求7所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別方法，其特征在于：步驟一中，采用三軸加速度傳感器采集人體運動過程中產生的加速度數據，采用三軸地磁傳感器采集人體運動過程中產生的磁場數據，采用三軸陀螺儀傳感器采集人體運動過程中產生的角速度數據和角度數據。

9.根據權利要求8所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別方法，其特征在于：步驟二中，采用一數據預處理單元對三軸加速度傳感器、三軸地磁傳感器和三軸陀螺儀傳感器所采集的信號進行預處理，并提取出多個特征點發送給一處理單元；采用一姿態解算單元對經數據預處理單元處理后的數據進行姿態解算，以獲取人體三維姿態信息并發送給處理單元；通過處理單元對所述多個特征點中的一個或多個與三維姿態信息進行加權處理并與人體預測模型進行匹配以獲取人體運動姿態預測結果并發送給人機交互模塊。

10.根據權利要求7所述的基于九軸傳感器的人體運動姿態識別方法，其特征在于：采用藍牙或Wi-Fi的方式實現數據處理模塊與人機交互模塊進行數據傳輸。